Caracteristicas Del Motor Hidraulic

7/21/2019 Caracteristicas Del Motor Hidraulic

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MOTORES HIDRULICOSY MOTORES ELCTRICOSEN SISTEMAS HIDRULICOS

MOTORES HIDRAULICOS

El nombre que se da generalmente a actuador hidrulico giratorio es motorhidrulico. La construccin de los motores se parece mucho a la de lasbombas. Envez de suministrar fluido como lo hace una bomba, son impulsadospor sta ydesarrollan un par y un movimiento contino de rotacin, es decir,convierten laenerga hidrulica en torque y como resultado Fuerza. Como losdos orificios delmotor, de entrada y de salida, pueden ser ambos presurizados(motoresbidireccionales). Muchos de los motores hidrulicos llevan drenajeexterno.Todoslos motores hidrulicos poseen varias caractersticas en comn quepueden ser:1.Cada tipo debe tener una superficie sometida a presin diferencial. Enlos motoresde paleta, engranajes y orbitales esta superficie es rectangular. Enlos motores depistones axiales y radiales la superficie es Circular.2. En cada diseo la presin

aplicada a rea (A) (superficie), debe estar conectada mecnicamente a un eje desalida que aplica la energa mecnica alequipo accionado por el motor.3. Laaplicacin del fluido bajo presin a esta superficie debeproporcionarse en cadatipo de motor hidrulico para poder mantener unarotacin continua

Presentan:Ronald CastellnAtilio ContrerasMauricio RiveraCarlos A. Rodas

Julio C. TobarRicardo A. Zamora

INTRODUCCIN


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En los diferentes procesos en los cuales se implementan sistemashidrulicos, se pueden observar dos tipos de motores, motores elctricos,que son, por lo general, los que transmiten potencia a las bombas, o bienson los que se utilizan en los actuadores y servo vlvulas. Los motoreselctricos que se utilizan pueden tener diferentes clasificaciones; DC, AC, o

de paso a paso, tambin pueden clasificarse segn su velocidad, torque,voltaje de servicio, numero de fases utilizadas, etc.Tambin se utilizan motores hidrulicos, que despus de los cilindros, sonelemento s de trabajo que se emplean con mas frecuencia en los procesoshidrulicos, gracias a los adelantos tecnolgicos se puede encontrar unaextensa gama de estos, los cuales pueden ser seleccionados para unaaplicacin especifica en la industria. Los motores hidrulicos son maquinasque transforman energa oleo hidrulica en energa mecnica de rotacin,una forma de explicar su funcionamiento es haciendo referencia a laforma en que trabajan las bombas, estos lo hacen de forma inversa;

existen algunos casos en que el componente puede funcionar de las dosformas simplemente modificando la funcin de los conductos de aceite,para el caso de los motores son conductos de presin.A continuacin se explicara con mas detalle ambos tipos de motores y suimplementacin en los sistemas hidrulicos.


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LOS ELEMENTOS DEL SISTEMA HIDRULICO CONVENCIONAL.

Los sistemas hidrulicos a base de aceite fueron desarrollados en ladcada de los aos veinte y, desde aquellos lejanos tiempos, han ido

perfeccionndose e incorporando nuevas tecnologas de control.

esquema bsico de uncircuito convencional

Esencialmente un sistema hidrulico comprende la produccin, transmisiny control de energa hidrulica, utilizando aceite como fluido. Se suministraenerga al aceite, por lo general en forma de presin, mediante bombas, yse conduce a travs de tuberas hasta motores o cilindros hidrulicos quese encargan de transformar la energa en trabajo. Las presiones utilizadasson relativamente elevadas, desde algunas decenas a varios cientos dekg/CM2.

Las modernas unidades estnconcebidas para poderlas ampliar segnlas necesidades.

As pues, las bombas aspiran el aceite de un depsito, previamente hayque introducir un filtro que elimina posibles impurezas. Las bombas songeneralmente de tipo rotativo, a base de engranajes, pero tambinpueden ser de pistn o incluso superiores a los 75 kg/CM2. Las bombas sonaccionadas directamente por motores elctricos o bien van acopladas almotor principal. En el circuito se incorporan vlvulas de seguridad, de


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direccin y de control de caudal, tuberas y finalmente el motor o cilindrohidrulico.

El grupo hidrulico es la base de todainstalacin.

Los cilindros hidrulicos constituyen el sistema de accionamiento mssencillo, pero cualquier bomba de las anteriormente descritas puedetransformarse en motor con slo suministrarles fluido a alta presin. Ladiferencia entre unos y otros es que los cilindros efectan undesplazamiento lineal y los motores o bombas convertidas generan unmovimiento rotativo.

Unidad de potencia a base decilindro lineal.

Los controles utilizados para el funcionamiento del sistema pueden ser de

tipo manual (discontinuo o variable) y de tipo automtico (de bucleabierto, cerrado o retroalimentacin).

De este sistema basico convencional nos dispondremos a analizar losmotores hidraulicos y los motores elctricos.


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MOTORES HIDRAULICOS

El nombre que se da generalmente a actuador hidrulico giratorio esmotor hidrulico. La construccin de los motores se parece mucho a la delas bombas. En vez de suministrar fluido como lo hace una bomba, son

impulsados por sta y desarrollan un par y un movimiento contino derotacin, es decir, convierten la energa hidrulica en torque y comoresultado Fuerza. Como los dos orificios del motor, de entrada y de salida,pueden ser ambos presurizados (motores bidireccionales). Muchos de losmotores hidrulicos llevan drenaje externo.Todos los motores hidrulicos poseen varias caractersticas en comn quepueden ser:

1. Cada tipo debe tener una superficie sometida a presin diferencial .En los motores de paleta, engranajes y orbitales esta superficie es

rectangular. En los motores de pistones axiales y radiales la superficiees Circular.2. En cada diseo la presin aplicada a rea (A) (superficie), debe

estar conectada mecnicamente a un eje de salida que aplica laenerga mecnica al equipo accionado por el motor.

3. La aplicacin del fluido bajo presin a esta superficie debeproporcionarse en cada tipo de motor hidrulico para podermantener una rotacin continua.El funcionamiento ptimo del motor esta determinado por:

1. Capacidad de soportar presiones y grandes fuerzashidrulicas.

2. Caractersticas de las fugas de las partes en movimiento.3. Eficacia de los mtodos utilizados para conectar la superficiebajo presin al eje de salida.

El funcionamiento ptimo de un motor vara en cada tipo de diseo por lacapacidad de soportar de presin y grandes fuerzas, caudal, par desalida, velocidad, rendimiento, duracin elevada y configuracin fsicaviene determinado por:

Caractersticas nominales de los Motores

Los motores hidrulicos se clasifican segn su desplazamiento (tamao),capacidad de par, velocidad y limitaciones de la presin mxima.

DesplazamientoEs la cantidad de fluido requerida por el motor para que su eje gire unarevolucin. El desplazamiento del motor es igual a la capacidad de unacmara multiplicada por la cantidad de cmaras que el motor contiene.Este desplazamiento se expresa Volumen, en pulgadas cbicas por


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revolucin (in^3/rev), o centmetros cbicos por revolucin, (cm^3/rev).El desplazamiento de los motores hidrulicos puede ser fijo o variable paraun mismo caudal de entrada y presin de trabajo constantes. El motor dedesplazamiento fijo suministra un par constante (Torque constante) avelocidad constante. Bajo las mismas condiciones, el motor de

desplazamiento variable proporciona un par variable (Torque variable) avelocidad variable.

Par (Torque)El Par es el componente de fuerza a la salida del motor. Su concepto esequivalente al de fuerza en un cilindro. Se define como un esfuerzogiratorio o de torsin. No se requiere movimiento para tener un par, peroeste movimiento se efectuar si el par es suficiente para vencer elrozamiento y resistencia de la carga.El par de salida se puede expresar en Newton metro, en libras - pulgadas o

en libras

pie, y es funcin de la presin del sistema y del desplazamientodel motor. Los valores del par de un motor se dan generalmente para unadiferencia especfica de presiones, o cada de presin a travs del mismo.Los valores tericos indican el par disponible en el eje del motorsuponiendo un rendimiento del 100%.El par de arranque con carga es el par requerido para conseguir que gireuna carga en reposo. Hace falta ms Par para empezar a mover unacarga que para mantenerla movindose.

El par de giro puede referirse a la carga del motor o al motor mismo.Cuando se utiliza con referencia a una carga, indica el par requerido para

mantenerla girando. Cuando se refiere al motor, este par indica el par queel motor puede realmente realizar para mantener una carga girando. Elpar de giro toma en consideracin el rendimiento del motor y se expresacomo un porcentaje del par terico. El par de giro de los motores normalesdepistones, paletas y engranajes es aproximadamente un 90% del terico.

El par de arranque sin carga se refiere a la capacidad de un motorhidrulico. Indica el valor del par que el motor puede desarrollar paraempezar a mover una carga. En algunos casos, este par es mucho menorque el par de giro. Este par de arranque se expresa tambin como un

porcentaje del par terico y para los motores corrientes de pistones,paletas y engranajes suele estar comprendido entre el 60 y el 90% del parterico.El rendimiento mecnico es la relacin entre el par real desarrolladoy elpar terico.


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VelocidadLa velocidad del motor depende de su desplazamiento y del volumen defluido que se le suministra. Su velocidad mxima es la velocidad a unapresin de entrada especfica que el motor puede mantener durante untiempo limitado sin daarse. La velocidad mnima es la velocidad de

rotacin suave, continua y ms baja de su eje. El drenaje es la fuga internaa travs del motor, o el fluido que lo atraviesa sin realizar ningn trabajo. Lavelocidad puede ser expresada en revoluciones por minuto. El motorhidrulico debe ser operado dentro de sus rangos de eficiencia.El sistema hidrulico puede sufrir daos si el motor es sobre-revolucionado oprovocar un desgaste prematuro/ acelerado.

PresinLa presin necesaria para el funcionamiento de un motor hidrulicodepende del par y del desplazamiento. Un motor con gran

desplazamiento desarrollar un par determinado con menos presin queun motor con un desplazamiento ms pequeo. El par desarrollado por unmotor se expresa generalmente en pulgadas - libra por 100 psi de presin(newtonmetro por bar)

Clases de motores hidrulicos

En Los motores hidrulicos pueden clasificarse segn su aplicacin, en trescategoras:

Motores de velocidad elevada y par bajo (HSLT) Motores de baja velocidad y par elevado (LSHT) Motores de rotacin limitada (Generadores de par)

Motores HSLT. (High Speed, Low Torque) motores de alta velocidad y bajotorque pueden utilizarse en aplicaciones cuando se requiere que funcionecontinuamente a velocidades relativamente elevadas. Como ejemplos,ventiladores, accionamiento de generadores y compresores. Mientras quela velocidad es elevada y relativamente constante, la carga puede ser fija,como en ventiladores, o completamente variable como en compresores ygeneradores. Los motores HSLT son excelentes para este tipo de

aplicaciones. Los cuatro tipos mayormente utilizados son los motores depistones en lnea y en ngulo, los de paletas y los engranajes.

Motores LSHT. (Low speed, High Torque) Motores de baja velocidad y altotorque, pueden utilizarse en algunas aplicaciones, cuando el motor debemover cargas relativamente elevadas a velocidades bajas y a un parsensiblemente constante. Algunos de ellos funcionan suavemente hastauna o dos rpm y son de diseo sencillo con un nmero mnimo de piezas,


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completamente fiables y generalmente de menos costo que los motoresde velocidad elevadas utilizados con dispositivos de reduccin de lavelocidad.Idealmente, los motores LSHT deben tener rendimiento elevado conrelacin a sus pares de arranque y funcionamiento, y buenos rendimientos

volumtricos y mecnicos. Deben arrancar suavemente bajo carga total ysuministrar el par total en todo el intervalo de funcionamiento. Estosmotores deben presentar poco o ninguna cada de par a la salida en todoel intervalo de funcionamiento, y la variacin de velocidad con relacin ala velocidad media, a presin constante, debe ser mnima.Los diseos bsicos de los motores LSHT son los motores de engranajesinternos, paletas, una paleta giratoria, pistones radiales y pistones axiales,en lnea y en ngulo


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Motores Hidrulicos con Gerotor de caudal fijo, alto torque y bajas rpm

Series TC, TB, TE, TJ, TF, TG, TH de alta eficiencia volumtrica y extensa

vida til en tamaos compactos. Presiones mximas de uso continuo hasta 224 bar (3250 psi), e

intermitentes hasta 275 bar (4000 psi), en construccin robusta derodamientos de trabajo pesado.

RPM mximas hasta 940 rpm Caudales hasta 1103 cc/revolucin (67.3 cu in/rev) Torque mximo de uso continuo hasta 10,000 lb-in, y hasta 15,000 lb-

in en uso intermitente

Motores Hidrulicos con Gerotor de caudal fijo, y altas rpm

Aptos para el comando de ventiladores,ruedas y aplicaciones donde se necesitecapacidad de altas rpm, inclusive con altotorque inicial

Series M2 y M4, de larga vida til y operacinsilenciosa.

Velocidades hasta 7500 rpm segn el modelo.


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Tipos de motores hidrulicos.

En las aplicaciones industriales, se utilizan una variedad de motoreshidrulicos. El tipo de motor utilizado depende de los requerimientos decada aplicacin individual. La siguiente es un listado de los tipos de

motores:

1.Motores de engranajes los motores de engranajes externos einternos (gerotor u orbital)

2.Motores de paletas Motores de tipos equilibrados ydesequilibrados hidrulicamente, fijos, variables, y de cartucho(funcionamiento elevado).

3.Motores de pistones Motores en lnea, en ngulo y radiales (fijos,variables y tipo leva

4.Generadores de par - incluyendo los tipos de pistones y de paletas


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Motores elctricos

El motor es un elemento indispensable en un gran nmero de equiposelectrnicos. El conocimiento de su forma de trabajo y sus propiedades esimprescindible para cualquier tcnico o aficionado que emplee estos

componentes para el montaje o mantenimiento de dichos equipos, con elobjeto de poder efectuar la eleccin del modelo mas adecuado y aspoder obtener el mejor rendimiento de los mismos. La misin fundamentaldel motor elctrico es la de transformar la energa elctrica, que se lesuministra, en una energa mecnica que ser la que se emplea paraponer en movimiento el mecanismo del equipo en el que se instale.

El funcionamiento de un motor, en general, se basa en las propiedadeselectromagnticas de la corriente elctrica y la posibilidad de crear, apartir de ellas, unas determinadas fuerzas de atraccin y repulsin

encargadas de actuar sobre un eje y generar un movimiento de rotacin.Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento del motor se basa en la ley de Faraday queindica que cualquier conductor que se mueve en el seno del campomagntico de un imn se generara una D.D.P (diferencia de potencial)entre sus extremos proporcional a la velocidad de desplazamiento. Si enlugar de un conductor rectilneo con terminales en circuito abierto seintroduce un anillo conductor con los extremos conectados a unadeterminada resistencia y se hace girar en el interior del campo, de forma

que vare el flujo magntico abrazado por la misma se detectar laaparicin de una corriente elctrica que circula por la resistencia y quecesara en el momento en que se detenga el movimiento.

Normalmente en un motor se emplea un cierto numero de espirasdevanadas sobre un ncleo magntico de forma apropiada y tambin enalgunas ocasiones se sustituye el imn permanente creador del campo porun electroimn, el cual produce el mismo efecto cuando se le aplica lacorriente excitadora. A este ltimo elemento (Imn o electroimn) se ledenomina inductor, el conjunto espiras y ncleo mviles constituyen el

inducido.

El sentido de la corriente elctrica que circula por el inducido est definidomediante la Ley de Lenz que indica que toda variacin que se produzcaen el campo magntico tiende a crear un efecto en sentido opuesto quecompense y anule la causa que la produjo. Si esta ley se aplica a nuestrocaso nos indicar que la corriente inducida crear un campo magnticopara que se oponga al movimiento de la misma lo que obligar a aplicar


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una determinada energa para mantener el movimiento la cualdepender lgicamente de la intensidad de la corriente generada y delvalor de la resistencia de carga (Rc), pudiendo calcularse como elproducto de la energa consumida en la carga por un nmero queexpresar el rendimiento de la conversin.

Ahora bien, todos los fenmenos expresados corresponden al efectoopuesto al de un motor, es decir, que mediante el sistema descrito segenera un corriente elctrica a partir de un movimiento mecnico, lo quecorresponde al principio de funcionamiento de un dinamo, sin embargo, alser dicho efecto reversible, bastar con invertir los papeles y si en lugar deextraer corriente del inducido se le aplica un determinada tensin exterior,se producir la circulacin de una cierta intensidad de corriente por lasespiras y stas comenzarn a girar, completndose as el motor. Esimportante considerar que teniendo en cuenta la ley de Lenz mencionada

anteriormente, al girar el se crear en el mismo una determinada tensinelctrica, de sentido contrario al exterior que tender a oponerse al pasode la corriente par compensar as las variaciones de flujo magnticoproducidas, denominada fuerza contraelectromotriz (FCEM)

Caractersticas

Normalmente los motores se caracterizan por dos parmetros queexpresan directamente sus propiedades. Son los siguientes:

Velocidad de rotacin Par motor

La primera indica el nmero de vueltas por unidad de tiempo que produceel motor y depende por completo de la forma de construccin del mismo,de la tensin de alimentacin, as como de la carga mecnica que seacople a su eje, aunque esto ltimo no es aplicable a un tipo especial demotores denominados sncronos o sincrnicos. Las unidades empleadasson las revoluciones por minuto (r.p.m.) y las revoluciones por segundo(r.p.s.) .

El par motor expresa la dureza de actuacin de ste y dependelgicamente de la potencia que sea capaz de desarrollar dicho motor, ascomo de la velocidad de rotacin del mismo. El concepto de par motor esimportante a la hora de elegir un modelo para una aplicacindeterminada; se define como la fuerza que es capaz de vencer el motormultiplicada por el radio de giro.


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Adems de estos factores tambin se tienen en cuenta otros como son lascondiciones de arranque, la potencia absorbida y el factor de potencia.

Existe una relacin matemtica que liga ambos parmetros, ya que comose ha explicado no son independientes entre s; dicha relacin se expresa

por la siguiente frmula.

M= 0,95 x P/N

donde M es el par motor expresado en Kg. por cm., P es la potenciaabsorbida en Watts y N es la velocidad en revoluciones por minuto.

Clasificacin

En funcin de la corriente empleada para la alimentacin del motor, que

define por completo a las caractersticas constructivas del mismo, sepueden clasificar los motores en tres grandes grupos:

Motores de corriente continua Motores de corriente alterna Motores universales

En los motores de CC es necesario aplicar al inducido una CC paraobtener movimiento, as como al inductor en el caso de que ste sea deltipo de electroimn, conocindose a esta ltima con la denominacin decorriente de excitacin. Su construccin suele estar realizada mediante uninductor cilndrico hueco (imn o electroimn) que contiene un cierto

nmero de pares de polos magnticos (Norte-Sur), que se conoce con elnombre de estator. En su interior se encuentra el inducido o rotor tambincilndrico sobre el cual se encuentra el arrollamiento. El eje est acopladomediante rodamiento o cojinetes para permitir el giro y dispone de unasuperficie de contacto montada sobre un dispositivo llamado colectorsobre el que se deslizan los contactos externos o escobillas.

Los motores de corriente alterna son los que se alimentan de este tipo deexcitacin y comprende dos tipos con propiedades bastantesdiferenciadas:

Motores asncronos Motores sncronos

Los motores asncronos tambin conocidos con el nombre de motores deinduccin, basan su funcionamiento en el efecto que produce un campomagntico alterno aplicado a un inductor o estator sobre un rotor con unaserie de espiras sin ninguna conexin externa sobre el que se inducen unascorrientes por el mismo efecto de un transformador.


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Por lo tanto, en este sistema solo se necesita una conexin a laalimentacin, que corresponde al estator, eliminndose, por lo tanto, elsistema de escobillas que se precisa en otros tipos de motores.

Los motores sncronos estn constituidos por un inducido que suele ser fijo,formando por lo tanto el estator sobre el que se aplica una corrientealterna y por un inductor o rotor formado por un imn o electroimn quecontiene un cierto nmero de pares de polos magnticos. El campovariable del estator hace girar al rotor a una velocidad fija y constante desincronismo que depende de la frecuencia alterna aplicada. De ello derivasu denominacin de sncronos. Los motores universales son aquellos quepueden recibir alimentacin tanto continua como alterna, sin que por ellose alteren sus propiedades. Bsicamente responden al mismo principio deconstruccin que los de CC pero excitando tanto a inductor como a

inducido con la misma corriente, disponiendo a ambos en serie sobre elcircuito de alimentacin.

Motores de CC

Segn se ha mencionado, un motor de CC esta compuesto por un imnfijo que constituye el inductor y un bobinado denominado inducido que escapaz de girar en el interior del primero, cuando recibe una CC.

Suponiendo un motor elemental segn se representa en la figura, si sobre labobina se hace pasar una corriente se creara en la misma en un campo

magntico que la har girar al crearse una fuerza de atraccin y repulsincon respecto al imn del estator. Durante este giro se produce una serie deefectos que condicionan la construccin del motor, el primero de ellos seproduce cuando se enfrentan dos polos de distinto signo, momento en quela atraccin ser mxima y la bobina tiende a detenerse, sin embargo, porinercia pasar de largo pero el sentido de giro se invertir y se volverhacia atrs detenindose al cabo de unas cuantas oscilaciones. Ahorabien, si en el momento en que los polos opuestos se enfrentan, se invierte elsentido de la circulacin de la corriente de la bobina, automticamente seproducir un cambio de signo en los polos magnticos creados por la

misma, dando origen a que aparezcan unas fuerzas de repulsin entre ellosque obligar a aquella a seguir girando otra media vuelta, debindoseinvertir la corriente nuevamente y as sucesivamente.

El mtodo empleado para producir estos cambios es el de dividir el anillocolector por el que recibe la bobina la corriente de alimentacin, en dosmitades iguales separadas por un material aislante, que giran deslizndose


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sobre dos contactos elctricos fijos o escobillas uno conectado al polopositivo y el otro al negativo.

De esta forma dichos contactos cruzaran dos veces por cada rotacin ladivisin entre los semianillos, invertiendose as el sentido de circulacin de la

corriente de la bobina.

Motores de CA

1. Motores de induccin (Asncronos)

Una vez conocidos los motores de CC, se van a describir seguidamente losprincipios bsicos y formas de operacin de uno de los modelos quecuenta con un elevado nmero de aplicaciones, se trata del tipo

asncrono excitado por una corriente alterna, tambin conocido comomotor de induccin.

El principio de funcionamiento de estos motores esta basado en losexperimentos de Ferraris en el ao 1885, el cual coloco un imn deherradura, con un eje vertical, que le permita girar libremente en laproximidades de un disco metlico que tambin puede girar alrededor delmismo eje. Al hacer girar el imn, observo que, aunque no haba contacto,el disco metlico tambin giraba en el mismo sentido.

Este fenmeno se debe a que la girar el imn se crea un campo

magntico giratorio y aparecen sobre el unas corrientes elctricasinducidas las cuales recordando la ley de Lenz, tendern a crear a su vezotro campo magntico que se oponga la inicial; el efecto resultando es elgiro del disco, ya que de esta forma, los extremos del imn estarn siemprefrente a las mismas zonas de aquel y la situacin volver a ser similar a lainicial, ya que al girar ambos con la misma velocidad el efecto es el mismoque si estuvieran parados.

Sin embargo, en el instante en el que disco alcanza una velocidadexactamente igual que la del imn desaparecern las corrientes inducidas

sobre el mismo, con lo que se retrasar, lo que obligar a que aparezcande nuevo dichas corrientes. De todo ello se obtiene el resultado de que eldisco va siempre algo retrasado con respecto al imn; esto es, suvelocidad es algo menor que la de aquel. Debido a ello a este sistema dele denomina asncrono, que significa que no existe igualdad de velocidado sincronismo.


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El experimento descrito no se puede convertir directamente en un motorya que no transforma una energa elctrica y mecnica sino quenicamente efecta un acoplamiento electromagntico por ser necesariotener que mover el imn para hacer girar el disco.

El mtodo empleado para obtener un campo giratorio sin necesidad detener que mover un imn consiste en emplear dos electroimanes formandoun ngulo recto a los que se aplica dos corrientes alternas de la mismafrecuencia pero con una frecuencia de fase entre ellas de 90. Al emplearuna CA sinusoidal, se obtendr un campo que vara de la misma forma,que al combinarse con el otro similar a el pero con una magnituddiferente, debida a la diferencia de fase y con otra diferenciacin creadapor la misma situacin, se produce el efecto deseado. Este conjunto dedos bobinados constituye el inductor o estator y provoca sobre el rotor,una velocidad de giro N = F, siendo F la frecuencia de la CA.

Rotor

El rotor de un motor suele construirse en base a dos sistemas, aunque elprincipio de operacin sea el mismo, que consiste en disponer de unsistema de espiras en cortocircuito devanadas o no sobre un ncleo dematerial ferromagntico. El objetivo de las espiras es hacer circular a travsde ellas las corrientes inducidas, para crear el campo de sentido contrarioal producido por el estator.

El primer tipo de rotor que se va a considerar consiste en un cilindro

formado por discos paralelos contiguos y aislados, provisto de ranurassituadas a lo largo de su superficie exterior sobre los que se encuentran lasespiras. El segundo tipo de rotor est constituido por dos coronasconductoras unidas por barras tambin conductoras formando un cilindrohueco muy parecido a una jaula de animales, de donde toma sudenominacin, Jaula de ardilla, y es uno de los modelos ms utilizados enla prctica, sobre todo en las aplicaciones de baja potencia.

El principio descrito antes para la generacin de un campo giratorio por elestator, nicamente es aplicable en los casos en los que se disponga de las

dos corrientes desfasadas 90 mencionadas. esto no sucede en lasaplicaciones habituales en las que los motores se han de conectar a la rednormal, que es monofsica, con lo que no existe campo magnticogiratorio. El efecto sera entonces que el motor no arrancara, aunque porun sistema mecnico externo se le obliga al rotor a iniciar el giro, seobservar como, despus de eliminar la fuerza exterior, se mantendr larotacin, aumentando la velocidad hasta que alcance la correspondientea su rgimen normal de funcionamiento. Esto se debe al que el campo


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monofsico aplicado se descompone en dos campos giratorios de lamisma intensidad pero de sentido contrario cuyo efecto resultante seanula; sin embargo, basta con producir un desequilibrio entre ellos paraque se acente uno y se atenu el otro, dando lugar a un campo giratoriodominante que ser capaz de hacer girar al inducido.

Arranque

Con objeto de evitar el sistema mecnico de arranque se suele incluirsobre el estator un segundo devanado llamado devanado de arranque,situado en una posicin de ngulo recto con el devanado principal. Alhacer pasar por este arrollamiento auxiliar una corriente con unadiferencia de fase prxima a 90 respecto a la que circula por el principal,se comportara el motor como difsico, producindose un campomagntico giratorio ponindose en marcha el rotor, en cuyo momento se

puede suprimir dicha corriente auxiliar.La forma de obtener la corriente de arranque con la diferencia de basemencionada es utilizando una reactancia (bobina o condensador) en seriecon el arrollamiento auxiliar, producindose una corriente que aunque noesta desfasada exactamente a los 90 necesarios, resulta suficiente para elobjetivo deseado.

Otro sistema empleado para el arranque de los motores asncronos es el desituar dos grupos de espiras en cortocircuito arrolladas sobre el estator enuna zona prxima al rotor. De esta forma, se obtiene un desequilibrio de

fase del campo magntico que acta sobre el inducido, que es suficientepara que el motor arranque y se mantenga en rotacin.

Par y velocidad

Las caractersticas de par y velocidad en un motor asncrono estnbastante relacionadas y normalmente se representan mediante una curvaen la que se puede elegir el punto de funcionamiento ms adecuado. Estoes lgico ya que cuando arranca el motor en ausencia de carga lavelocidad del rotor tiende a ser igual a la del campo giratorio del estator,

ya que basta con una pequea diferencia entre ambas para que se creenen el inducido las corrientes necesarias para mantenerlo en rotacin y porlo tanto el par desarrollado ser muy dbil debido a que nicamente sernecesario vencer la resistencia de rozamiento del eje. Sin embargo, en elmomento en que se acople una determinada carga mecnica al rotor,ser necesario que el par aumente y se iguale al que se precisa paramover dicha carga.


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Como consecuencia la velocidad disminuir porque sobre el rotoraumentan las corrientes inducidas y estas son proporcionales a ladiferencia de velocidad entre los campos del inductor y del inducido. Aesta diferencia se la denomina deslizamiento.

Debido a las caractersticas que presenta el motor en el momento delarranque, el par obtenido no es elevado y es siempre bastante inferior alpar mximo que puede desarrollar el motor, por esto en los dispositivosempleados para la puesta en rotacin se tiene en cuenta estacircunstancia con objeto de que el motor supere siempre esta fase inicial.

Otro de los parmetros que tambin debe ser tenido en cuenta, sobretodo en los motores de potencia medias o elevadas es el denominado"factor de potencia" que expresa la cifra de "potencia reactiva" que elmotor emplea durante su funcionamiento. Se expresa como la relacin

entre la potencia real absorbida por el motor en watts y la potenciaaparente que se define mediante el producto de la tensin aplicada porla corriente absorbida. Es decir, que el factor de potencia es igual a W real/ potencia aparente. A este factor tambin se le denomina cos f.

Motores sncronos

Los motores sncronos constituyen otro de los modelos ms destacados delgrupo de los de CA. Como su nombre indica, su caracterstica msdestacada es la del sincronismo, es decir, que su velocidad de rotacin

ser constante y uniforme y estar regulada por la frecuencia de lacorriente de alimentacin.

Normalmente este tipo de motores est formado por un inductor mvil orotor y un inducido fijo o estator, intercambindose sus funciones conrespecto al resto de modelos en los que la parte mvil corresponde casisiempre al inducido.

Principio de funcionamiento

El principio de funcionamiento es bastante simple y consiste en los efectoscombinados del campo magntico constante del inductor, creado por elelectroimn alimentado por CC o bien por un imn permanente y delinducido que contiene una serie de bobinados a los que se les aplica unaCA.

Supongamos una estructura elemental, constituida por dos pares dedevanados sobre ncleos magnticos, representados por 1 y 2 y un imn


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permanente situado sobre un eje giratorio que se encuentra en el centrogeomtrico de los elementos citados anteriormente en una direccinperpendicular al plano formado por stos. Al aplicar una CA a la pareja debobinas 1 se crear en ellas un campo magntico que variara deintensidad y de sentido segn las alternancias de la corriente. En un

determinado instante el ampo ser mximo entre ambas, crendose unpolo norte en la zona superior de la bobina superior un sur en la zonainferior, otro norte en la cara superior de la bobina inferior y otro sur en lacara inferior; en este momento el imn ser fuertemente atrado por ellasorientndose en sentido vertical. Si al mismo tiempo se aplica una segundaCA a la pareja de bobinas 2 cuya fase est retrasada 90 con respecto a laanterior, el campo ser nulo en el instante considerado debido a que lacorriente pasa por el valor 0 y no ejercer ninguna influencia. Sin embargo,comenzar a crecer seguidamente y a decrecer el producido por labobina 1, haciendo que el imn gire hasta situarse en posicin horizontal,

alineado con los bobinados 2; el proceso contina al disminuir estesegundo campo y comenzar a crecer el primero pero en sentido contrarioal inicial, ya que la alternancia de la corriente ahora es negativa, con loque se invertirn entre si los polos magntico sealados al comienzo. Ellohace que el imn contine girando hasta ponerse otra vez vertical, perocon el norte hacia abajo y el sur hacia arriba. El paso siguientecorresponde a las bobinas 2 que tambin han invertido su campo,atrayendo otra vez al imn y manteniendo el giro. Esta secuencia serepetir sucesivamente y el resultado obtenido ser, como puedededucirse la transformacin de una energa elctrica en otra mecnica derotacin, propiedad fundamental de un motor

Velocidad

En nuestro caso el imn permanente o rotor dar una revolucin por cadaciclo de la corriente, por lo tanto la velocidad de giro coincidir con lafrecuencia, ya que si esta es de, por ejemplo 50 hz. Producir 50 giroscompletos en un segundo y como consecuencia el rotor dar 50 vueltasen el mismo tiempo, o lo que es equivalente a 50 rps.

Si en lugar de emplear un imn para el rotor se emplearan dos en ngulo

recto y unidos solidariamente al mismo eje y en vez de dos pares debobinas desfasas empleramos cuatro, el efecto resultante tambin serauna rotacin, pero la velocidad de giro resultante sera la mitad de aanterior. Por lo tanto, puede definirse la velocidad de rotacin de un motorasncrono por la frmula siguiente:

N = f / P


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donde N representa dicha velocidad en rps, f es la frecuencia de la CA y Pel nmero de pares de polos que posee el inductor; as en el caso anterior,como el imn tiene dos pares de polos, la velocidad resultante ser de 25rps

Inductor e inducido

Algunos modelos de motores sncronos contienen el inducido en el interiordel inductor, con lo que la parte mvil ser la exterior, siendo el principiode funcionamiento es similar al descrito anteriormente.

En ocasiones se sustituyen los imanes permanentes del estator por unoselectroimanes, en este caso, es necesario aplicar una CC de excitacin,con objeto de poder crear todos los pares de polos magnticos que seprecisan. Adems y dado que estos electroimanes constituyen el rotor,

siendo por lo tanto mviles, se requiere contar con un dispositivo capaz deproducir los contactos elctricos para el paso de dicha corriente durantela rotacin como en el caso de los motores de CC. Para ello se empleandos anillos conectores que resbalan sobre sendas escobillas de forma queel polo positivo permanezca siempre aplicado a uno de ellos y el negativoal otro.

Para las dos fases que se necesitan para el arranque y funcionamiento delmotor se suele utilizar un condensador situado en serie con uno de los dosgrupos de devanados. De esta forma la corriente se retrasara 90aproximadamente al circular por este y alcanzara a las bobinas en las

condiciones requeridas. si en lugar de situar el condensador en losbobinados mencionados y se cambiara a los otros, el efecto sera el deinvertirse el sentido de rotacin, mantenindose el resto de lascaractersticas sin ninguna variacin.


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MOTORES ELECTRICOS

Motor asincrnico trifsico con rotor en jaula.Construccin cerrada.

Ventilacin externa.Tamao 56 - 560.Potencia 0,06 - 1000 kW

Motor asincrnico trifsico autofrenado.Construccin cerrada. Ventilacin externa.Con freno electromagntico en corrientealterna.Tamao 63 - 280.Potencia 0,15 - 75 kW

Motor asincrnico trifsico autofrenado.Construccin cerrada. Ventilacin externa.Con freno electromagntico en corrientecontinua.Tamao 63 - 180.Potencia 0,15 - 22 kW

Motor asincrnico trifsico autofrenado.Construccin cerrada. Ventilacin externa.Con freno electromagntico en corrientecontinua.Tamao 63 - 112.Potencia 0,15 - 5,5 kW

Motor asincrnico trifsico autofrenado.Construccin cerrada. Ventilacin externa.Con freno electromagntico en corrientecontinua, con bajo nivel de ruido.Tamao 63 - 225. Potencia 0,18 - 45 kW


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MOTORES ELECTRICOS

Motor asincrnico monofsico con rotor en jaulaConstruccin cerrada. Ventilacin externa.

Tamao 56 - 112. Potencia 0,06 - 4 kW

Motor asincrnico trifsico con rotor en jaulaantideflagrante.Serie EEx d Construccin cerrada. Ventilacinexterna.Tamao 71 - 200.Potencia 0,37 - 37 kW

Motor asincrnico trifsico.Construccin cerrada. Ventilacin externa.Tamao 100 - 500.Potencia 0,75 - 530 kW

MAQUINA DE ALTA FRECUENCIAConvertidor de frecuencia asincrnica trifsica.Tamao 100 - 355.Potencia 0,5 - 110 kVA.

MAQUINA DE ALTA FRECUENCIAMotor de Alta Frecuencia Construccincerrada y ventilada.

Motor asincrnico trifsico.Construccin cerrada. Ventilacin externa.

1. Tamao 71 - 80. Potencia 0,6 - 4 kW2. Tamao 78 - 125. Potencia 1,5 - 25,8 kW

Esquema de una bomba con un motor de 1.5 C.V. y 1500 rpm:


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Caracteristicas Del Motor Hidraulic

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