Instalacion y Antenimiento de Motores Electricos Monofasicos 5

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS 1

Código: MT.3.4.2-41/02 • Edición 02 • Guatemala, 01 de marzo de 2002

Electricista instaladordomiciliar

Electricista instaladordomiciliar

55MÓDULO

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS2

COPYRIGHTInstituto Técnico de Capacitación y Productividad

-INTECAP- 2002

Esta publicación goza de la protección de los derechos de propiedad intelectualen virtud de la Convención Universal sobre Derechos de Autor. Las solicitudesde autorización para la reproducción, traducción o adaptación parcial o total desu contenido, deben dirigirse al Instituto Técnico de Capacitación y ProductividadINTECAP de Guatemala. El Instituto dictamina favorablemente dichas solicitudesen beneficio de la Formación Profesional de los interesados. Extractos breves deesta publicación pueden reproducirse sin autorización, a condición de que semencione la fuente.

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTODE MOTORES ELÉCTRICOS MONOFÁSICOS

Código: MT.3.4.2-41/02Edición 02

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La serie es resultado del trabajo en equipo del Departamento de Industria de laDivisión Técnica, con el asesoramiento metodológico del Departamento deTecnología de la Formación bajo la dirección de la jefatura de División Técnica.

Las publicaciones del Instituto Técnico de Capacitación y Productividad, así comoel catálogo lista y precios de los mismos, pueden obtenerse solicitando a la siguientedirección:

Instituto Técnico de Capacitación y ProductividadDivisión Técnica - Departamento de Industria

Calle del Estadio Mateo Flores, 7-51 zona 5. Guatemala, Ciudad.Tel. PBX. 2331- 0117 Ext. 647, 644

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BJETIVO DE LA SERIE:

Con los contenidos de los manuales que comprendenesta serie modular, el participante será competentepara realizar eficientemente las funciones delElectricista instalador industrial, de acuerdo aprocedimientos y parámetros de calidad establecidos.

SERIEMODULAR

ELECTRICISTAINSTALADOR DOMICILIAR

La serie “Electricista instalador domiciliar” comprende:

MODULO TITULO1 Mecánica de ajustes2 Mediciones eléctricas básicas3 Instalaciones eléctricas residenciales4 Instalación de acometidas eléctricas5 Instalación y mantenimiento de motores eléctricos monofásicos6 Circuitos eléctricos de señalización7 Mediciones eléctricas industriales8 Instalación y mantenimiento de circuitos de capacitores y generadores9 Instalación y mantenimiento de circuitos de transformadores10 Instalación y mantenimiento de motores eléctricos trifásicos11 Controles lógicos programables básicos12 Circuitos electrónicos básicos


INDICEPrerrequisitos 9Objetivo general 9Diagrama de contenidos 9Presentación 11Cómo utilizar este manual 13Preliminares 14

UNIDAD 1: INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL MOTORMONOFÁSICO UNIVERSAL

OBJETIVOS DE LA UNIDAD 23

1.1 MAGNETISMO 251.1.1 DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS DEL MAGNETISMO 251.1.2 PRUEBAS SOBRE MAGNETISMO 321.1.3 MAGNITUDES MAGNÉTICAS 41

1.1.3.1 DEFINICIÓN DE MAGNITUDES MAGNÉTICAS 411.1.3.2 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LAS MAGNITUDES

MAGNÉTICAS 41

1.2 ELECTROMAGNETISMO 421.2.1 DEFINICIÓN DE ELECTROMAGNETISMO 421.2.2 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DEL ELECTROMAGNETISMO 431.2.3 CAMPO MAGNÉTICO EN UN CONDUCTOR 431.2.4 CAMPO MAGNÉTICO EN UNA BOBINA RECORRIDA POR CORRIENTE 451.2.5 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR Y DEL GENERADOR 46

1.3 CÁLCULO PARA CIRCUITOS MAGNÉTICOS 501.3.1 FUERZA MAGNETOMOTRIZ (F.M.M) 501.3.2 INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO 501.3.3 COMPARACIÓN DE LOS CIRCUITOS ELÉCTRICOS CON LOS MAGNÉTICOS

(LEY DE OHM PARA CIRCUITOS MAGNÉTICOS) 511.3.4 HISTÉRISIS MAGNÉTICA 52

1.4 CÁLCULO DE CONEXIÓN DE INDUCTORES 521.4.1 CONEXIÓN EN SERIE 521.4.2 CONEXIÓN EN PARALELO 52

1.5 MAGNETIZADO DE PIEZAS METÁLICAS 531.5.1 PROCESO PARA MAGNÉTIZAR PIEZAS 531.5.2 MEDIDAS DE SEGURIDAD 54


1.6 MOTOR MONOFÁSICO UNIVERSAL 541.6.1 DEFINICIÓN DE MOTOR ELÉCTRICO MONOFÁSICO UNIVERSAL 541.6.2 PARTES Y FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR UNIVERSAL 541.6.3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR UNIVERSAL 561.6.4 CONEXIÓN DE LOS DEVANADOS DEL MOTOR UNIVERSAL 561.6.5 CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR UNIVERSAL 581.6.6 CONEXIÓN DEL MOTOR UNIVERSAL A TENSIONES DE 120 Y 220 VOLTIOS 581.6.7 REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE GIRO EN EL MOTOR UNIVERSAL 59

1.7 PROCESO DE INSTALACION DEL MOTOR MONOFÁSICO UNIVERSAL YCAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO 60

1.8 PROCESO PARA VARIAR LA VELOCIDAD DE UN MOTOR UNIVERSAL 61

1.9 MANTENIMIENTO DEL MOTOR UNIVERSAL 621.9.1 LIMPIEZA DEL MOTOR UNIVERSAL 621.9.2 MANTENIMIENTO DE LOS COJINETES DEL MOTOR UNIVERSAL 621.9.3 MANTENIMIENTO DE LOS CARBONES O ESCOBILLAS 631.9.4 MANTENIMIENTO DEL CONMUTADOR O COLECTOR 651.9.5 MANTENIMIENTO DE LOS DEVANADOS 671.9.6 ANÁLISIS DE FALLAS EN EL MOTOR UNIVERSAL 67

1.10 MAGNITUDES MECÁNICAS Y ELÉCTRICAS DE LOS MOTORES MONOFÁSICOS 711.10.1 MAGNITUDES MECÁNICAS 711.10.2 MAGNITUDES ELÉCTRICAS 72

ACTIVIDADES 73RESUMEN DE LA PRIMERA UNIDAD 74EVALUACIÓN DE LA PRIMERA UNIDAD 76

UNIDAD 2: INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL MOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓN

OBJETIVOS DE LA UNIDAD 79

2.1 MOTORES MONOFÁSICOS 812.1.1 MOTOR DE FASE PARTIDA 812.1.2 DEFINICIÓN DE MOTOR DE FASE PARTIDA 812.1.3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE MOTOR DE FASE PARTIDA 822.1.4 PARTES DEL MOTOR DE FASE PARTIDA 862.1.5 INVERSIÓN DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR DE FASE PARTIDA 87

2.2 CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA MOTORES MONOFÁSICOS DE INDUCCIÓN 882.3 INSTALACIÓN DE UN MOTOR DE FASE PARTIDA 90

2.3.1 MONTAJE DE MOTORES ELÉCTRICOS 922.3.2 CIMENTACIÓN 93


2.3.3 VERIFICACIÓN DE UN BUEN SOPORTE O BASE PARA EL MOTOR 942.3.4 COLOCACIÓN DEL MOTOR SOBRE LA BASE 952.3.5 ELEMENTOS DE TRANSMISIÓN 962.3.6 ALINEACIÓN MECÁNICA 97

2.4 MANTENIMIENTO DEL MOTOR MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA 982.4.1 MATERIALES UTILIZADOS PARA EL MANTENIMIENTO DEL

MOTOR DE INDUCCIÓN 992.4.2 IMPACTO DE UN AMBIENTE AGRESIVO 1032.4.3 SELECCIÓN INAPROPIADA DEL MOTOR ELÉCTRICO 1032.4.4 INSTALACIÓN INADECUADA DEL MOTOR 1042.4.5 PROCESO PARA PROPORCIONAR MANTENIMIENTO AL MOTOR 1052.4.6 PROBLEMAS MECÁNICOS EN LOS MOTORES MONOFÁSICOS DE FASE PARTIDA 1092.4.7 LOS PROBLEMAS ELÉCTRICOS EN LOS MOTORES DE FASE PARTIDA 1142.4.8 MEDIDAS DE SEGURIDAD 1212.4.9 PROTECCIÓN AMBIENTAL 122

2.5 MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR DE ARRANQUE 1232.5.1 DEFINICIÓN DEL MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR DE ARRANQUE 1232.5.2 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR MONOFASICO CON CAPACITOR

DE ARRANQUE 1242.5.3 PARTES DEL MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE 1242.5.4 REVISIÓN DE FALLAS DE LOS MOTORES MONOFÁSICOS CON CAPACITOR 1282.5.5 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LOS CAPACITORES DE ARRANQUE

Y RÉGIMEN PARA EL MOTOR CON CAPACITOR 132

2.6 PROCESO DE INSTALCIÓN DEL MOTOR CON CAPACITOR DE ARRANQUE 1332.6.1 PROCESO DE INSTALACIÓN DE UN MOTOR MONOFÁSICO CON CAPACITOR

DE ARRANQUE UTILIZANDO UN ARRANCADOR TERMOMAGNÉTICO 133

2.7 MOTOR DE REPULSIÓN 1352.7.1 DEFINICIÓN DE MOTOR DE REPULSIÓN 1352.7.2 PARTES Y FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE REPULSIÓN 1352.7.3 CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR DE REPULSIÓN 1372.7.4 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR DE REPULSIÓN 1382.7.5 MANTENIMIENTO BÁSICO DEL MOTOR DE REPULSIÓN 1432.7.6 MEDIDAS DE SEGURIDAD 143

ACTIVIDADES 144RESUMEN DE LA SEGUNDA UNIDAD 146EVALUACIÓN DE LA SEGUNDA UNIDAD 148RESPUESTAS DE LA EVALUACIÓN DE LA PRIMERA UNIDAD 151RESPUESTAS DE LA EVALUACIÓN DE LA SEGUNDA UNIDAD 151GLOSARIO 152BIBLIOGRAFÍA 157poder estudiar este módulo, usted deberá pose


Para poder estudiar este módulo, usted deberá poseerconocimientos generales sobre electricidad básica,mediciones eléctricas básicas e instalaciones residenciales.Así mismo, para asegurar un entendimiento real de lastécnicas presentadas en este manual y poder lograr undesempeño eficiente en un contexto laboral determinado,es necesario que se cumplan los siguientes requisitos:

• Haber aprobado el 6to. año de Educación Primaria

• No tener impedimentos físicos que puedan limitar eldesempeño normal en el trabajo

• Ser mayor de 14 años

Con los contenidos de este manual, usted será competentepara instalar y realizar mantenimiento a los motores eléctricosmonofásicos, tales como los universales, de fase partida, concapacitor y de repulsión, basándose en procedimientos yparámetros de calidad establecidos, así como en medidasde seguridad personal y de protección ambiental.

DIAGRAMA DE

CONTENIDOS

OBJETIVO DEL

MANUAL

PRERREQUISITOS

UNIDAD 1Instalación y mantenimiento del

Motor Eléctrico MonofásicoUniversal

UNIDAD 2Instalación y mantenimiento delMotor Eléctrico de Inducción


E l presente Manual de Mantenimiento e Instalación de Motores EléctricosMonofásicos constituye un material de apoyo para el paquete didácticodel evento del mismo nombre, cuyo contenido se determinó a partir de

Normas Técnicas de Competencia Laboral establecidas por grupos de trabajoconformados por personal técnico del INTECAP.

Este manual contiene información sobre el Magnetismo y Electromagnetismo,fenómenos utilizados como principio de los Motores Eléctricos Monofásicos engeneral y de otros componentes eléctricos, cuyo conocimiento le será muy útilpara comprender el funcionamiento de los mismos.

El contenido de este manual le dará un amplio conocimiento sobre los diferentestipos de conexiones de los motores Monofásicos Eléctricos Universales y deInducción. Al mismo tiempo usted aprenderá a identificar y conectar losdispositivos protectores de sobrecargas utilizados en la mayoría de estos motores.

Este Módulo contiene las técnicas que usted debe aplicar al momento de darmantenimiento a los motores monofásicos. A través del estudio y la práctica delos contenidos de este manual, usted adquirirá los conocimientos, habilidades ydestrezas necesarias para realizar los diferentes tipos de mantenimiento a cadauna de las partes de los motores.

El manual consta de dos unidades. En la primera unidad se presentan principiosrelacionados al magnetismo y las magnitudes que intervienen. También se señalalas diferencias que existen en los imanes y su utilización en la electricidad. Estaunidad también contiene información sobre las partes, usos y mantenimiento delos motores eléctricos monofásicos Universales incluyendo diagramas de suconexión y funcionamiento.

La segunda unidad es una continuación del contenido del módulo de motoreseléctricos monofásicos con la diferencia de que se trata de motores de Inducción,entre los que están los de fase partida, los de capacitor y los de repulsión. Tambiénse tratará el funcionamiento y la estructura básica de los mismos, así como suconexión y diagramación.

PRESENTACIÓN


El manual se ha dividido en Unidades, cada una contiene diversos temas ysubtemas. Cada tema incluye una serie de teoría, ejemplos y explicaciones,las cuales, en su mayoría, vienen acompañadas de diagramas, esquemas o

dibujos para mejor comprensión del mismo. Es importante que no continúeleyendo si no ha comprendido el contenido de cada tema, ya que la falta decomprensión de alguno de los temas puede limitar el aprendizaje de los temassubsiguientes.

El propósito del manual es servirle como guía, para que usted solo, pueda ejecutarlas instrucciones de cada práctica o proceso. Estudie con detenimiento la teoríapara que le sirva de apoyo al desarrollar las prácticas relacionadas con el tema.

Cuando realice el estudio, es conveniente anotar los puntos importantes quedesee resaltar en el momento en que la actividad sea explicada o demostradapor el facilitador. Esta información le podrá ser de utilidad posteriormente comoreferencia, o le dará una visión clara de lo que el texto trata de enseñarle.

No considere este manual como un libro ordinario, sino como un libro de trabajodonde usted puede realizar anotaciones durante las demostraciones oexplicaciones de su facilitador sobre aspectos que considere importante destacary ampliar, ó para esclarecer puntos de confusión y que así pueda servirleposteriormente como Bibliografía de Referencia sobre la Instalación yMantenimiento de Motores Eléctricos.

En este manual existen algunas actividades y procesos que usted deberá realizarsolo y otras que podrá realizar en equipo; en ambos casos, no dude en preguntara su facilitador sobre todos los aspectos que no tenga claros e inquietudes querequieran una mayor explicación.

Su facilitador le proporcionará tiempo para realizar cada proceso, y después,evaluará su comprensión sobre el tema y le observará realizándola. Cuando hayaejecutado con éxito la actividad, será competente para ejecutarla.

Cada unidad le presentará una serie de objetivos que deberá alcanzar. Mantengaen mente estos objetivos y pregúntese usted mismo al final de cada unidad ¿Puedorealizar todas las actividades que los objetivos enumeran? Si la respuesta esafirmativa, significa que su preparación técnica para dicha unidad es aceptable.

CÓMO UTILIZAR ESTE MANUAL


Fig. 1. Electricista instalador inspeccionando tablero dedistribución.

1.2 CARACTERÍSTICAS DE LA ORDEN DETRABAJO

La orden de trabajo, contiene información, tanto paralos jefes del taller de instalaciones eléctricas como parausted, detalla la ejecución de un trabajo, los materialesa utilizar, instrucciones de trabajo previamenteasignado, etc.

1.3 INTERPRETACIÓN DE LA ORDEN DETRABAJO

Para interpretar una orden de trabajo o cualquier tipode documento interno, se desarrolla a continuaciónun proceso sencillo para poder interpretar la ordende trabajo:

Paso 1:

Dé un vistazo general al documento, a medida quehace esto, observe si le son familiares algunospuntos y si puede establecer una relación entrelos puntos a tratar en la orden de trabajo.

Paso 2:

Lea cuidadosamente cada párrafo de la orden parainformarse a cerca de lo que se le está pidiendoque ejecute.

PRELIMINARES○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○

○

○

○

○

○

○

Antes de comenzar el estudio de las 2 unidades queconforman este manual, usted encontrará tressecciones importantes que debe leer cuidadosamente.En primer lugar, encontrará lo que es la orden detrabajo, luego las normas y consideracionesimportantes de seguridad que se deben tomar encuenta en el desarrollo del trabajo y por último, lasobservaciones de protección ambiental. Es muyimportante que no las tome a la ligera, tómesesuficiente tiempo para analizarlas y comprenderlas,pues son de gran importancia para su salud y seguridad.

1. ORDEN DE TRABAJO

La orden de trabajo determinael momento y la forma en quedebe realizar una tarea, rutinao mantenimiento; deberealizarlo por escrito paraque los técnicos y los jefesdel departamento demantenimiento o taller,tengan un conocimientodetallado sobre la tarea queusted realizó. Vea la Figura 1.

Fig. 1 Lectura deplano de acuerdocon la orden de

trabajo.

1.1 DEFINICIÓN DE ORDEN DE TRABAJO

La orden de trabajo u orden de servicio, es undocumento que describe las tareas, instalaciones,mantenimiento, servicios, etc., que usted debe realizardentro de las funciones, de un departamento demantenimiento, de una empresa o taller.


Fig. 2 Leacuidadosamentelasinstruccionesde la orden detrabajo.

Paso 3:

Tenga siempre unalibreta de apuntes yun lápiz y/olapicero, comomaterial de apoyo,le ayudará a sumemoria haciendoanotaciones conrespecto aldocumento leído.

NOTA: Después de ejecutar laorden de trabajo, infórmelo a sussuperiores.

Fig. 3 Libretade apuntes ylapicero paratomar nota.

Paso 4:

Si no comprende una oración o alguna instrucciónde la orden de trabajo, pida ayuda a su jefeinmediato, para que éste le explique la tarea quetiene que ejecutar.

Paso 5:

Si no tiene ninguna duda de lo que está escrito;como por ejemplo, donde está localizada lamáquina o el equipo al que se le practicará eltrabajo, el tipo de trabajo o servicio que practicará,el tiempo que se tiene que llevar en ejecutar eltrabajo, el tipo de herramienta que debe usar paraejecutar el trabajo, el tipo de repuestos olubricantes que tiene que utilizar para ejecutar eltrabajo, etc. Después de realizar este paso estaráen condiciones de ejecutar la orden de trabajo oservicio.

2. MEDIDAS DE SEGURIDAD

Las medidas de seguridad que tiene que aplicar son:

Nunca debe tocar las piezas en movimiento de losmotores, ni de la carga. Si necesita tocarlos aseguresede que el motor esté apagado y de que nadie lo puedaaccionar.

Fig. 4 No toque piezas en movimientode motores y carga.

Use ropa adecuada para el trabajo y cabello corto.Las poleas, fajas o engranajes en movimiento encualquier descuido aprisionan objetos como corbatas,cabello largo, etc, y causan accidentes.

PRECAUCIÓNPRECAUCIÓN


Fig. 5 No usecorbata, ni pelo

suelto cuando estécerca de motores

funcionando.

2.1 MEDIDAS GENERALES DE SEGURIDAD

Antes de trabajar en instalaciones eléctricasresidenciales se deben tomar en cuenta y respetar lascinco normas de seguridad básicas que se describen acontinuación.

1. Desconexión total del circuito donde serealizará la instalación eléctrica, elmantenimiento o el cambio de algún accesorioeléctrico.

PRECAUCIÓNPRECAUCIÓN

Antes de arrancar un motor, asegúrese de que todoslos tornillos estén bien apretados y de no dejar piezassueltas. Al momento de funcionar los motores lostornillos flojos y las piezas sueltas salenvolando y causan accidentes.

Fig. 6 Apriete bien los tornillos y no dejepiezas sueltas cuando dé mantenimiento a

motores y su carga.

Cuando revise un motor, desenergícelo para no recibirchoques electricos.

Fig. 7 Descarga eléctrica recibida por nodesconectar la energía eléctrica cuando se

hace mantenimiento.

Fig. 8 Descarga eléctrica por no desconectar el circuito alcambiar el conductor eléctrico.

2. Asegúrese contra una reconexión, deje unletrero en el tablero de distribución o tablerode fusibles, explicando que se está realizandouna instalación eléctrica o una rutina demantenimiento. Al tablero de distribución otablero de fusibles se le puede instalar uncandado; hágalo, y así tendrá una mayorseguridad de que no conectarán el circuitoen donde usted esté realizando la instalacióneléctrica o practicando la rutina demantenimiento descrita en la orden detrabajo.


Fig. 9 Letrero para evitar reconexión de circuitosdonde se trabaja.

3. Compruebe la ausencia de tensión con laayuda de un voltímetro, antes de empezar lainstalación eléctrica o la rutina demantenimiento descrita en la orden detrabajo.

4. Ponga a tierra y cortocircuitado en el tablerode distribución o en la caja de registro elcircuito que está reparando o realizando larutina de mantenimiento de acuerdo con laorden de trabajo. Esta medida de seguridadse realiza por si hay una reconexión en elcircuito.

5. Tape o cubra con un material aislante laspartes que tengan tensión, cuando usted estérealizando la instalación eléctrica o rutina demantenimiento descrita en la orden detrabajo.

2.2 ACCIDENTES ELÉCTRICOS

Los accidentes eléctricos se producen por el contactode una persona, con partes activas en tensión. Sedenomina parte activa al conjunto de conductoreseléctricos y piezas conductoras bajo tensión en servicionormal. Pueden ser de dos tipos:

• Contactos directos.

• Contactos indirectos.

CONTACTO DIRECTO

Contactos de personas con partesactivas de materiales y equipos.

Los contactos directos pueden establecerse detres formas:

• Contacto directo con dos conductores activosde una línea.

• Contacto directo con un conductor activo delínea y masa o tierra.

• Descarga por inducción.

Las descargas porinducción son aquellosaccidentes en los que seproduce un choqueeléctrico, sin que la personahaya tocado físicamenteninguna parte metálica o entensión de una instalación.

a) Protección contra contactos directos

Pueden lograrse de tres formas:

• Alejamiento de las partes activas

• Interposición de obstáculos

• Recubrimiento de las partes activas.

b) Alejamiento de las partes activas de la instalación

Aleje las partes activas de la instalación a unadistancia del lugar donde habitualmente laspersonas se encuentren o circulen, de tal formaque sea imposible un contacto fortuito con lasmanos.


c) Interposición de obstáculos

Interponga obstáculos que impidan todo contactoaccidental con las partes activas de la instalación.Estas deben estar fijadas de forma segura y resistirlos esfuerzos mecánicos a que están sometidos.

Estos pueden ser: tabiques, rejas, pantallas, cajas,cubiertas aislantes, etc.

d) Recubra las partes activas de la instalación

Esto lo realizará por medio de un aislamientoapropiado, capaz de conservar sus propiedadescon el tiempo y que limite la corriente de contactoa un valor no superior a 1mA.

e) Medidas complementarias

• Evite el empleo de conductores desnudos.

• Cuando se utilice conductores eléctricosdeberán estar eficazmente protegidos.

• No utilice los interruptores de cuchillas queno estén debidamente protegidos.

f) Contactos directos protección

• Fase + fase - Alejamiento de las partes activas

• Fase + tierra - Interposición de obstáculos

• Inducción - Recubrimiento de las partesactivas.

CONTACTO INDIRECTO

Es el se produce por efecto de un fallo en unaparato receptor o accesorio, desviándose la

corriente eléctrica a través de las partes metálicasde éstos. Pudiendo por esta causa, entrar las personasen contacto con algún elemento que no forma partedel circuito eléctrico y que en condiciones normalesno deberían tener tensión como:

• Corrientes de derivación.• Situación dentro de un campo magnético.• Arco eléctrico.

Para la elección de las medidas de protección contracontactos indirectos, tome en cuenta la naturaleza delos locales o emplazamientos, las masas y los elementosconductores, la extensión e importancia da lainstalación eléctrica (hospitales, aeropuertos, escuelas,fábricas, etc.), que obligarán en cada caso a adoptar lamedida de protección más adecuada.

PROTECCIÓN CONTRA CONTACTOS INDIRECTOS

• Ponga a tierra de las masas.

• Use transformadores de 24V.

• Separe los circuitos de fuerza y alumbrado.

• Utilice herramientas con doble aislamiento.

• Interruptor diferencial

PUESTA A TIERRA DE LAS MASAS

Ponga a tierra las masas, significa unir a la masaterrestre un punto de la instalación eléctrica(carcasa de máquinas, herramientas, etc.).

TRANSFORMADORES DE 24V

Consiste en la utilización de pequeñas tensionesde seguridad, que tal como se específica en lanorma para realizar trabajos de instalacioneseléctricas, serán de 24V para locales húmedos omojados y 50V para locales secos.

Este sistema de protección dispensa de tomar otroscontra los contactos indirectos en el circuito deutilización.

El empleo de tensiones de seguridad es convenientecuando se trate de instalaciones o de aparatos cuyaspartes activas dispongan de un aislamiento funcional ydeban ser utilizadas en lugares muy conductores.

Este es el caso de:

• Lámparas portátiles.

• Herramientas eléctricas.

• Juguetes accionados por motor eléctrico.


• Aparatos para el tratamiento del cabello y de lapiel.

• Trabajos en calderas, recipientes o depósitos,tuberías de conducción, etc.

SEPARACIÓN DE CIRCUITOS

Consiste en separar los circuitos de utilizaciónde la fuente de energía, por medio detransformadores, manteniendo aislado a tierratodos los conductores del circuito de utilizaciónincluso el neutro.

Este sistema es aconsejable en calderería, construcciónnaval, estructuras metálicas y en general en condicionesde trabajo donde el contacto del individuo con masaes muy bueno por encontrarse encima, junto o en elinterior de piezas metálicas de grandes dimensiones.

Este sistema de protección dispensa de tomar otrasmedidas contra contactos indirectos.

DOBLE AISLAMIENTO

Consiste en el empleo de materiales quedispongan de aislamiento de protección oreforzadas, entre sus partes activas y sus masasaccesibles.

Es un sistema económico puesto que exige lainstalación de un conductor de protección. Su eficaciano disminuye con el tiempo al no verse afectado porproblemas de corrosión. Todos los aparatos con dobleaislamiento llevan el símbolo.

Entre sus amplias y variadas aplicaciones se puedencitar: tableros de distribución, herramientas manuales,pequeños electrodomésticos, batidoras, molinillos,exprimidores, máquinas de oficinas, calculadoraseléctricas, máquinas de escribir eléctricas, etc.

Interruptor diferencial

Protege contra contactos indirectos a las personas,por falta o fallo de aislamiento.

2.3 PROTECCIÓN PERSONAL

Según la zona del cuerpo que va a protegerdistinguiremos los siguientes tipos de equipos:

- La ropa de trabajo.- Protección de extremidades superiores.- Protección de la cabeza.- Protección de extremidades inferiores.- Protección del aparato visual.- Protección del sistema respiratorio.- Protección del aparato auditivo.- Cinturón de seguridad.

LA ROPA DE TRABAJO

Los vestidos de trabajo proporcionanuna protección indudable contra

manchas, polvos, productos corrosivos,etc. Debe cuidarse que la ropa de trabajoesté limpia y en buenas condiciones deconservación, sin roturas que puedan sermotivo de enganches con la máquinaprovocando el accidente. Existen ropas

especiales para trabajos especiales, tales como:

• Los vestidos ignífugos que protegen contra losriesgos de inflamación.

• Los vestidos de caucho para proteger contra lasradiaciones.

• Vestidos de amianto para trabajos próximos afuentes de calor.

También se utiliza el cuero para la confección demandiles y delantales.

La ropa que debe utilizarse en invierno bajocondiciones climáticas extremas ha de reunir lassiguientes cualidades:

1. Poder de retención de calor.

2. Capacidad de eliminación del calor.

3. Facilidad de aireación.

A

B

C

D

E

F

G

H


a) Protección de la cabeza

La necesidad de llevar un cascoprotector, resulta de la gravedadque conllevan los accidentesproducidos por caídas deobjetos. Existe en el mercadouna gran variedad de cascosprotectores construidos abase de materias plásticas y telaimpregnada o cartónendurecido, aluminio, fibra devidrio, etc.

Deben tener un campo de visión amplio.

No han de estar construidas con materialinflamable.

No debe producir irritaciones ni ningún otro tipode molestia al usuario.

c) Protección del aparato auditivo

Cuando el nivel de ruido en un puesto o área detrabajo sobrepase los 80 (db) decibeles seráobligación el uso de elementos o aparatosindividuales de protección auditiva. Vea la Figura 12.

Fig. 10 Debe realizar los trabajos conequipo de protección personal.

En cuanto a la forma, existen cascos con rebordes máso menos salientes, hasta aquellos que no tienen másque una visera. Los primeros protegen las orejas, elcuello y parte de la cara, empleándose especialmenteen trabajos de perforación, canteras, etc., siendo lossegundos más comunes en trabajo de fábricas,industrias, etc. A fin de completar la acción protectoradel casco, pueden añadirse otros accesoriossuplementarios, tales como pantallas, cubre nuca ocascos contra ruido procurando en todo momentoconjugar eficacia con comodidad.

b) Protección del aparato visual

Los accidentes de ojos pueden ser evitados medianteel uso de gafas o caretas protectoras. Cualquier gafade seguridad debe reunir una serie de requisitos:

Se han de limpiar con facilidad, por lo que no debentener pliegues ni ranuras de difícil acceso.

Fig. 11 Lentes de protección o gafas protectoras.

Fig. 12 Equipo de protección auditivo.

La protección de los pabellones del oído secombinará con la del cráneo y la cara por losmedios vistos anteriormente.

Los elementos de protección auditiva seránsiempre de uso individual.

d) Protección de extremidades superiores

La protección generalmente aceptada por su eficaciaes el guante independientemente de la existencia demangas, cremas, etc., que pueden emplearse en casosespeciales. Las protecciones de extremidadessuperiores suelen fabricarse en goma, caucho, cuero,etc. Según el trabajo a desarrollar utilizaremos lossiguientes tipos de guantes:

De tejido, son adecuados para trabajos querequieren una protección ligera, como en trabajosde construcción.


De cuero, son resistentes a las chispas, al calor y alos objetos rugosos proporcionando además,amortiguación a los choques, como en procesosde soldaduras.

De amianto, aíslan del calor y son incombustiblesprotegiendo contra quemaduras. Presentan elinconveniente de deteriorarse con facilidad.

De caucho, son utilizados cuando sea necesario elaislamiento eléctrico. Presentan el inconvenientede no permitir la transpiración ni proteger contrala acción mecánica. Vea la Figura 13.

Fig. 13 Guantes de protección.

De materia plástica, son utilizados en la industriaquímica por resistir a los productos químicoscorrosivos, así como a los disolventes industriales.

De cota de malla, son indicados para trabajos conelementos cortantes.

La protección de manos y brazos contra productoscorrosivos puede realizarse mediante pastas,pomadas o cremas especiales que forman unapelícula protectora sobre la piel sin reducir lasensibilidad táctil del usuario.

e) Protección de extremidades inferiores

La protección puede lograrse mediante calzado conpuntera de acero, para prevenir la caída de materialpesado sobre los dedos. Vea la Figura 14.

Fig. 14 Calzado de protección con punta de acero.

También se suelen utilizar plantillas metálicas queimpidan las heridas cortantes o punzantes en la plantade los pies. Para completar dicha protección, esaconsejable utilizar botas que protejan los tobillos. Laprotección de las extremidades inferiores puedecompletarse con rodilleras, polainas, etc.

f) Protección del aparato respiratorio

Para proteger el aparato respiratorio debe seguirun procedimiento que incluye los siguientespuntos:

1. Identifique la sustancia contra la que se necesitaprotección o vea la Figura 15.

Fig. 15 Mascarilla, equipo de protección respiratorio.

2. Valore el riesgo que conlleva cada una de lassustancias identificadas estableciendo su grado depeligrosidad.

3. Determine las condiciones de exposición a esosriesgos, tales como proximidad con los puntos dealta concentración, existencia o falta de oxígeno, etc.

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL MOTOR MONOFÁSICO UNIVERSAL


3. PROTECCIÓN AMBIENTAL

Es necesario que usted como trabajador estéconciente de que todos los tipos demateriales que se aplican en elmantenimiento de los motores eléctricoscomo lacas, barnices, solventes odiluyentes, etc., poseen ciertosquímicos, todos en diferentescantidades, que dañan mucho elmedio ambiente y por consiguiente lasalud suya y de las personas quepermanecen alrededor.

Todos los solventes, pinturas, barnices, lacas,etc., se consideran materiales peligrosos porque sontóxicos para la salud y para el ambiente, por serproductos químicos que no pueden reintegrarse a ésteen forma natural, y requieren otro proceso industrialpara poder ser reutilizados. Deterioran el ambiente ydestruyen la capa de ozono. Aunque algunos envasestraen una etiqueta que indica que el material no dañala capa de ozono, siempre debe tomar precauciones ycuidados al desecharlos.

Es importante que en todo taller eléctrico oelectromecánico, sean establecidas políticas y normasorientadas a la protección ambiental, las cuales debenexplicarle claramente a usted y a todos sus compañeroslo que deben hacer para su protección y la del medioambiente cuando se trabaja con sustancias peligrosas.

Es conveniente disponer de recipientes con tapaderaspara almacenar todos los materiales que se han usadoen el mantenimiento de los motores, tales como: wipeo mota sucios, restos de aislantes plásticos, papelesaislantes, alambre magneto o esmaltado, conductoresde cobre o aluminio e instrumentos desechables quese utilizan para la aplicación de barnices o solventes.Esto servirá para prevenir cualquier tipo de accidentepor contaminación o el inicio de incendios debido a lo

inflamable de los materiales. Por otro lado, se debendiseñar las cabinas de tratamiento para que cuentencon todas sus comodidades y que no produzcan daños

ambientales.

Según las normas de seguridad y de controlambiental de la Comisión Nacional del

Medio Ambiente (CONAMA), en lasáreas utilizadas para trabajos de estetipo, donde la contaminación pordesechos de gases y líquidos es muynotoria, se debe contar con el

equipo adecuado que ayude a reducirel esparcimiento en toda su magnitud

de estos desechos. Las cabinas detratamiento deben contar con un

extractor de gases, una ventilación adecuaday principalmente el equipo de seguridad del trabajador.

A continuación le presentamos una relación de lasresponsabilidades y obligaciones que la industria demuebles debería cumplir en materia de residuospeligrosos:

• Llevar un registro mensual de los residuospeligrosos que genera.

• Realizar un manejo reglamentario de los residuos.• Manejar separadamente los residuos que son

incompatibles.• Envasar los residuos en recipientes seguros,

debidamente identificados, etiquetados y biencerrados.

• Almacenar de manera segura los residuos en unlugar previamente establecido para ello.

Toda industria debe tomar conciencia de la protecciónambiental y debe crear campañas a nivel interno paraconservar el medio ambiente. Cada grano de arenaaportado en beneficio de la naturaleza contribuye acrear un mejor mundo para las generaciones venideras.El destino de la tierra está en las manos de los hombresconscientes de su entorno de hoy.



UNIDAD 1

Instalación y Mantenimiento del

MOTOR MONOFÁSICOUNIVERSAL

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Con el contenido de esta unidad, usted será competente para:

Comprobar el comportamiento de imanes de acuerdo a la ley de los polos ycaracterísticas del campo magnético.

Construir electroimanes de acuerdo a procesos técnicos y especificaciones delos materiales.

Identificar las partes del Motor Universal de acuerdo a procesos de trabajoestablecidos y especificaciones del fabricante.

Instalar Motor Universal en base a procedimientos técnicos de trabajo, medidasde seguridad y a parámetros de calidad establecidos.

Conectar Motores de tipo Universal en base a procedimientos técnicosestablecidos y medidas de seguridad.

Proporcionar mantenimiento preventivo al Motor Universal de acuerdo aprocedimientos técnicos de trabajo, medidas de seguridad y protecciónambiental.

Diagnosticar fallas del Motor Universal de acuerdo a procesos de trabajo.

Corregir fallas de Motores de tipo Universal de acuerdo aprocedimientos técnicos establecidos, medidas de seguridady de protección ambiental.



1.1 MAGNETISMO

El magnetismo representa una parte importante encasi todos los dispositivos que se usan en laactualidad en la industria, por ejemplo en losgeneradores, motores, transformadores,interruptores de circuitos, teléfonos, etc, loscuales utilizan imanes permanentes oElectroimanes, como lo muestra la Figura 1.1.

El magnetismo es parte fundamental en losconocimientos técnicos de todo electromecánico debetener.

1.1.1 DEFINICIÓN Y CARACTERÍSTICAS

DEL MAGNETISMO

Se llama magnetismo, al conjunto de fenómenosinvisibles, capaces de realizar un trabajo mecánico deatracción y repulsión y que lo presentan ciertoscuerpos metálicos llamados imanes.

El magnetismo es producido por el movimiento departículas cargadas, como por ejemplo electrones.

Fig. 1.1 Generador, teléfono y transformadores.Estos utilizan imanes permanentes o electroimanes.

El nombre de magnetismo proviene de la antiguaciudad de Magnesia, en Asia menor, lo que actualmentees Manisa, en Turquía. Se dice que en este lugar seencontraba un mineral que contenía hierro, mineralcuyos trozos se adherían unos con otros.

Existe una gran similitud en el análisis de los circuitoseléctricos y los circuitos magnéticos.

1. Circuito magnético2. Circuito eléctrico primario3. Circuito eléctrico secundario

Fig.1.2 Tipos de circuito en untransformador de voltaje.

Fig. 1.3 Estructura del átomo.

Los electrones describen órbitas alrededor del núcleoatómico, además, efectúan un movimiento de rotación,alrededor de su propio eje. Ambos movimientos danlugar a la formación de un campo magnético que semanifiesta en el exterior del átomo, siempre que nose anulen los diferentes campos mutuamente.

Los materiales ferrosos como el acero, hierro fundido,y además el níquel y cobalto reciben el nombre demateriales magnéticos, todos los demás metales y nometales reciben el nombre de materiales nomagnéticos (Amagnéticos).

ELECTRÓN

NEUTRONES

ELECTRÓN

NÚCLEO

PROTONES



TIPOS DE IMANES

IMÁN: Es un cuerpo queatrae hierro, níquel y cobalto.

Si acercara un imán a objetos metálicos, todos los quecontengan Hierro, Níquel o Cobalto serían atraídos yquedarían adheridos a él.

Todo imán tiene dos extremos opuestos denominadosPOLOS DEL IMÁN (Polo Norte y Polo Sur). En estosdos polos la fuerza magnética es máxima, como lodemuestra la Figura 1.4

Fig. 1.4 En los polos del imán la fuerzamagnética es mayor.

El imán también posee una sección neutra en su centro,llamada ZONA NEUTRA como lo indica la Figura 1.5,en esta zona la fuerza magnética es nula.

ZONA NEUTRA

Si divide por la mitad un imán recto (vea la Figura 1.6)se forman nuevos polos opuestos en el punto deseparación, que anteriormente no existían, cada unode los dos imanes parciales tiene un Polo Norte y unPolo Sur.

Fig. 1.5 En la zona neutra de un imán, la fuerzamagnética es nula.

Fig. 1.6 División de un imán en varias partes.

Si continuara dividiendo el imán en partes cada vezmas pequeñas, hasta sus moléculas, estas tambiénestarían magnetizadas. A estas fracciones ínfimas seles llama IMANES MOLECULARES O IMANESELEMENTALES.

De acuerdo con lo anterior, todos los materialesmagnéticos están constituidos a base de dichos ImanesElementales.

Cuando los materiales no están imantados, los imaneselementales se encuentran en desorden, por lo queno exteriorizan efecto magnético alguno.

Fig. 1.7 Los imanes elementales se encuentran en desorden enun material no imantado.

Al acercar un imán permanente que magnetiza elmaterial, los imanes elementales se ordenan en un



número cada vez mayor, en el mismo sentido. Cuandoesto sucede el material se vuelve magnético.

Fig. 1.8 Los Imanes Elementales se alineanen un material imantado.

Cuanto mayor sea el número de imanes elementalesorientados en un material, mas intenso será su efectomagnético. Cuando están ordenados todos los imaneselementales, no es posible incrementar el efectomagnético, en este caso, se dice que el material estáMAGNÉTICAMENTE SATURADO.

Existen dos grandes clasesde imanes:Los imanes Naturales y losimanes Artificiales.

1. IMANES NATURALES:

Son aquellos queposeen en forman a t u r a lp r o p i e d a d e smagnéticas, y seles encuentra enforma de óxidos.Ejemplos deimanes Naturalesson la Magnetita oPiedra imán (óxidoférrico y ferroso) yel planeta tierra.

2. IMANES ARTIFICIALES:

Se les denomina así, a aquellos imanes que el hombreha hecho, utilizando procedimientos artificiales comola fricción, la electricidad etc, para comunicarles supoder magnético. Entre los imanes artificiales estánlos electroimanes y los imanes permanentes.

• ELECTROIMANES:

Estos imanes artificiales, son bobinas a través de lascuales circula una corriente. El efecto magnético sepresenta en el centro de la bobina siempre que circulauna corriente por la misma.

Los electroimanes son muy poderosos y tienen unagran aplicación en la industria eléctrica y electro-mecánica, ejemplos de ellos son los motores eléctricos,relés y contactores.

Fig. 1.9 La tierra es una gran imán natural.

Fig. 1.10 Contactor y relé, aplicaciones prácticas de loselectroimanes.

• IMANES PERMANENTES:

Los imanes permanentes se hacen de materiales duros,magnetizados (imantados) por inducción, un materialmagnéticamente duro, como por ejemplo el acero alcobalto, posee una estructura cristalina que precisa

N



de una fuerza magnetizante intensa para mover losimanes elementales y producir, como consecuencia,polos magnéticos por inducción. No obstante, cuandose les retira la fuerza magnetizante, los imaneselementales permanecen orientados en la mismaposición que han tomado.

Esta inducción (consecuencia de la fuerzamagnetizante) es llamada INDUCCIÓN RESIDUAL OMAGNETISMO REMANENTE, y es la que hace queel imán quede transformado en un imán permanente.

Un material muy empleado para la fabricación de losimanes permanentes es el Álnico, que es una aleacióncomercial de Aluminio, Níquel y Hierro con adiciónde Cobalto, Cobre y Titanio. El grado Álnico V seemplea generalmente para los altavoces (Bocinas) deimán permanente, pues proporciona un campomagnético intenso en un pequeño volumen.

Otros materiales para fabricar imanes permanentesson el Alcomax, Indox y el Cúnico.

LEY DE LOS POLOS:

Como anteriormente se observó, losextremos del imán son los puntos de mayoratracción y se denominan, POLOS DEL IMÁN:

Polo norte y Polo Sur, respectivamente.

La tierra misma, es un gigantesco imán natural, quetiene su mayor intensidad magnética en los polos Nortey Sur.

Si coloca una pequeña barra magnética (imán recto obrújula) suspendido de manera que pueda girarlibremente, debido a la existencia de polos magnéticosterrestres uno de los extremos del imán se dirigirásiempre hacia el norte. Este extremo de la barramagnética se denomina como El POLO BUSCADORDEL NORTE mientras que el extremo opuesto sedesigna como EL POLO BUSCADOR DEL SUR.

Fig. 1.11 Imán recto suspendido de manera que puedagirar libremente.

Cuando en un imán se indican las polaridades, elextremo que busca el norte es el Polo Norte y elextremo opuesto es el Polo Sur.

Entre los polos magnéticos existe una fuerza que dalugar a la atracción entre polos opuestos y a la repulsiónentre polos iguales, de allí la ley de los Polos:

• LOS POLOS DE DISTINTO NOMBRE (ES DECIR EL POLO NORTE Y EL POLO SUR) SE ATRAEN.

• LOS POLOS DE IGUAL NOMBRE(ES DECIR DOS POLOS NORTEO DOS POLOS SUR) SE REPELEN.

Conviene hacer notar, que cuando uno de los imaneses la tierra, el polo Norte de ésta, atrae al polo delotro imán que busca el Norte, o sea que la tierradebería poseer un polo magnético Norte en el Sur yun polo magnético sur en el Norte.

Los polos de los imanes se caracterizan por medio decolores, el Polo Norte es de color Rojo y el Polo Sures de color Verde o Azul.



CAMPO MAGNÉTICO

Es toda región de influencia que rodea a unimán, existe un campo magnético invisible, que serepresenta mediante líneas llamadas LÍNEAS DECAMPO MAGNÉTICO.

Las líneas de campo no terminan en los polos del imáno sea que tienen ciclos continuos. Vea Figura 1.12

Fig. 1.12 Espectro magnético mostrandoque las líneas en el imán tienen ciclos continuos.

Las líneas de campo magnético van del Polo Norte alPolo Sur, en el exterior del imán, y del Polo Sur al PoloNorte, en el interior del imán.

Observe la Figura 1.13 la fuerza de un campomagnético en una sección particular es directamenteproporcional a la densidad de las líneas de campo enesa región. Por ejemplo en la siguiente figura la fuerzadel campo magnético en “a” es el doble de la de “b”,puesto que “a” existe el doble de líneas de campomagnético asociadas con el plano perpendicular queen “b”, o sea la fuerza de los imanes es siempre másfuerte cerca de los polos.

Fig. 1.13 La Fuerza de los imanes essiempre mas fuerte cerca de los polos.

Cada línea de campo tiende a ser lo mas corta posibley a separarse de las colindantes.

MATERIALES MAGNÉTICOSY NO MAGNÉTICOS

Existe una gran cantidad de materiales magnéticos yno magnéticos también llamados amagnéticos. Cadauno de estos tiene diferentes propiedades, las cualesse describirá a continuación.

MATERIALES MAGNÉTICOS

Los materiales ferromagnéticos reúnen una serie depropiedades importantes.

• El material del núcleo eléctricodebe reforzar el campomagnético de la bobina, ysolo debe existir durante eltiempo en que circule unacorriente por ella.

• En los imanes se precisan en cambio,materiales que presenten una gran inducciónmagnética después de suprimir la fuerzainductora. En ellos deberá desaparecer elmínimo magnetismo posible.

Todos los imanes descritos se componen de los mismosmateriales: Hierro, Cobalto y Níquel.

En algunos casos se emplean aleaciones de Cobre quecontienen Manganeso.

Los imanes comerciales permanentes duranindefinidamente, si no se les somete a altastemperaturas, ni a campos desmagnetizadoresintensos.

Esta pérdida es completa, por encima de unatemperatura conocida como punto de Curie, llamadaasí en honor al físico francés Pierre Curie, que descubrióeste fenómeno en 1895. El punto de Curie del hierrometálico es de unos 770°C.

Cuando el imán se calienta se hace un reajuste en suestructura molecular, de la que resulta una pérdida de



magnetismo, que no se recuperacuando el imán se enfría.

Los golpes y su empleopermanente no agotan niproducen ningún efecto sobre las

También bajo la influencia de un campo magnéticoexterior, muestra una imanación reforzada en ladirección del campo. Es la diferencia de dos camposantiparalelos y, por tanto, más débil que en losmateriales ferromagnéticos.

La mayoría de las ferritas pertenecen a este grupo.

Fig. 1.16 Imanes elementales antiparalelos dediferentes valores.

MATERIALES MAGNÉTICOS BLANDOS

Estos materiales también sonllamados “materialesmagnéticos dulces” y seemplean en circuitos magnéticos,en los que el sentido del campomagnético varía continuamente,como en transformadores ymáquinas eléctricas. Debido a las inversionesmagnéticas, el hierro se calienta; se producen portanto, pérdidas por inversión magnética. Dichaspérdidas están formadas, a su vez, por pérdidas porhistéresis y pérdidas por corrientes parásitas las cualesdeben ser lo más pequeñas posibles.

Las pérdidas por histéresis son pequeñas, si el materialque forma el núcleo es magnéticamente blando, esdecir, si su curva de histéresis es estrecha. El tema dehistéresis se tratará en la sección 1.5.4.

Las pérdidas por corrientes parásitas puedereducirlas, aumentando la resistencia específica delmaterial y dividiendo los núcleos en chapas, aisladasunas de otras. Como aislamiento entre tales chapasmagnéticas, emplee capas de óxidos o fosfatos, vidriosoluble, barniz aislante o papel. El espesor de dichascapas aislantes debe variar entre 2 y 20 µm.

propiedades del imán.

MATERIAL FERROMAGNÉTICO

Este tipo de material muestra, bajo influencia de uncampo magnético exterior, una imantación reforzadaen la dirección del campo, como lo muestra la siguientefigura.

Fig. 1.14 Imanes elementales Orientados endirección del campo Magnético.

MATERIAL ANTIFERROMAGNÉTICO

También existen materiales que forman paredes deimanes elementales de sentidos opuestos y sonfundamentalmente los lantánidos, sus compuestos yel óxido de manganeso (MnO).

Fig. 1.15 Pares de imanes elementalesde sentidos opuestos.

MATERIALES FERRIMAGNÉTICOS

Estos materiales tienen sus imanes elementalesantiparalelos y son de diferentes valores, esto causa unaimantación en una determinada dirección, estaimantación se debe a la diferencia entre dos camposmagnéticos.

770°CEl puntode Curie



La calidad de las chapas magnéticas viene determinadapor las pérdidas por inversión magnética, V.

Por ejemplo V10 indica que lapotencia de pérdidas por Kg.del material del núcleo, parauna densidad de flujo* ß=10KG (1 Wb/m2) y 60 Hz.

Unas pérdidas por inversiónmagnética elevadas suponenuna disminución delrendimiento del aparatoeléctrico afectado.

Por ejemplo en un transformador grande, con 50000 Kg,de chapa magnética, cuyas pérdidas son V 15 = 2.5 W/Kg,la potencia de pérdida es de 125 Kw y la energía perdidaen un año (8000 horas de servicio), 1000000 Kwh.

OTROS MATERIALES MAGNÉTICOS

También existen otros materiales magnéticosimportantes como los que aprenderá a continuación.

CHAPAS MAGNÉTICAS DE ALEACIÓNDE SILICIO

Generalmente las chapas magnéticas son construidascon acero de construcción, al que se añade un 4.5 %de silicio para aumentar su resistencia específica. Uncontenido mayor en silicio haría al material demasiadofrágil para el mecanizado. Las pérdidas por histéresis*también dependen, en gran medida, del procedimientode fabricación de las chapas.

En las chapas magnéticas laminadas en caliente las pérdidaspor inversión magnética valen V 10 ≈ 1 W/Kg y V 15≈ 2.2 W/Kg. Dichas chapas se fabrican en espesores de0.5 a 1 mm (Chapas de dínamos o generadores y 0.35mm (chapa de transformadores), las formas en las quese laminan, las muestra la Figura 1.17.

*El tema de flujomagnético ydensidad de

flujo, lo trataráen la sección de

magnitudesmagnéticas

(sección 1.1.3).

Fig. 1.17 Diferentes laminaciones para transformadores.

El material magnético está formado por cristales;cada cristal se magnetiza fácilmente a lo largo desus bordes. Por medio del laminado en frío y deltratamiento térmico, todos los cristales se disponende tal forma (orientación del grano), que sus bordesestán en una misma dirección. De este modo, la chapapresenta una dirección magnética preferente.

La chapa de grano orientado es muy fácil que lamagnetice, en la dirección de laminación. Por lo tanto,para que obtenga una densidad de flujo dada, en dichadirección magnética preferente, es necesario utilizarmenor corriente magnetizante, que en el caso de unachapa de grano no orientado. En dicha direcciónmagnética preferente, las pérdidas, por inversiónmagnética son especialmente reducidas (V 10 ≈ 0.4W/Kg, V 15 ≈ 1 W/Kg).

Debido a lo liso de la superficie y a lo delgado delaislamiento ( 2 a 10 µm) las chapas laminadas en fríopresentan un alto factor de llenado.

El factor de llenado es la relación entre la sección dehierro y la sección del núcleo; puede alcanzar, para lachapa de grano orientado, valores de hasta 0.97, frentea 0.90 para la chapa laminada en caliente, de grano noorientado.

1



ALEACIONES HIERRO-NÍQUEL

Para la fabricación de transformadores de medida,transmisores etc, necesita materiales que tengan unaalta permeabilidad inicial. Para los núcleos de lostransductores precisa una curva de histéresis lo másrectangular posible. Estas exigencias las cubren lasaleaciones hierro-níquel. Dichas aleaciones estánformadas por un 30 a 80% de níquel comocomponente principal, hierro y otros componentescomo manganeso, cromo, cobre y silicio. Su densidadde flujo de saturación vale de 6000 a 15000 Gauss(0.6 a 1.5 Tesla), para una intensidad de campo de0.01 a 0.15 Oersted (≈ 0.8 a 12 A/m) Estas aleacionespuede emplearlas para fleje de núcleo de banda ypartidos, por ejemplo para transformadores demedida, interruptores de protección por corriente dedefecto y transductores y se encuentran bajo losnombres comerciales Hyperm, Mumetal, Ultraperm,Permenorm, etc.(Fabricación de núcleos de flejepartidos).

FERRITAS

Las ferritas son materiales sinterizados (cerámicos),formados por mezclas de óxido de hierro con otrosóxidos metálicos.

Estas ferritas son muy duras y frágiles y solo se puedemecanizarlas por rectificado. Como su resistenciaespecífica es de 105 a 1015 veces superior a las de losmetales, dichas ferritas son aislantes, por lo que en lasmismas no se originan corrientes parásitas.

Existen varias ferritas magnéticas entre las cuales estánlas siguientes: Ferritas blandas, ferritas magnéticasblandas, ferritas manganeso-zinc (MnO,ZnO,Fe

2O

3) y

ferritas níquel-zinc (NiO,ZnO,Fe2O

3).

Las ferritas magnéticas blandas emplean se empleanprincipalmente en componentes de alta frecuencia paratelecomunicaciones.

En resumen los materiales blandos permiten fácilmenteinvertir el sentido de la imantación.

2

3

MATERIALES MAGNÉTICOS DUROS

A los materiales magnéticos duros, se les exige unaintensidad de campo o coercitividad lo más elevadaposible, a fin de que los imanes con ellos fabricados,sean poco sensibles a las vibraciones, a posibles camposextraños y a una alta remanencia. Tales exigencias lascubren los materiales cuya curva de histéresis es a lavez ancha y alta.

Los materiales para imanes Alni y Álnico, pueden serfundidos (G+Alni) o bien prensados, a partir de metalpulverizado y sinterizados a continuación (S-Alni). Sumecanizado se efectúa por rectificado.

Por el contrario, los materiales magnéticos de cromo-cobalto se laminan y forjan. Una vez templados, sólose pueden mecanizar por rectificado.

De lo anterior se puede concluir los siguiente: Losmateriales magnéticos duros precisan un campointenso para invertir el sentido de la imanación.

1.1.2 PRUEBAS SOBREMAGNETISMO

Para que pueda verificar algunas propiedades delmagnetismo, a continuación observará algunas pruebassencillas para realizar.

Si tiene alguna duda en cuanto al procedimiento,consulte a su facilitador.

PRUEBA 1:

ESTUDIO DE LOS IMANES

Objetivos

1. Identificar los polos de un imán.

2. Estudiar la forma como interactúan los polos delos imanes.



3. Medir la fuerza que se ejercen dos imanes entresí al variar su separación.

Equipo y materiales

1. Dos imanes en forma de anillo.2. Un imán en forma de barra.3. 7 Cilindros huecos de aluminio, cuyo diámetro

interno sea de una a dos pulgadas. La longitudde éstos de al menos 4 centímetros. No esnecesario que todos sean iguales.

4. Una balanza granataria de 0.1 gramo.5. Un metro de alambre de cobre delgado,

número 38 aproximadamente.6. Base y barra vertical de aluminio para los

imanes.7. Base y soporte universal.8. Cinta adhesiva (que pueda escribir sobre ella).9. Regla de 30 centímetros.

1 PROCESO DE COMPROBACIÓN DEL

COMPORTAMIENTO DE LOS IMANES

Identificación de los polos de un imán.

PASO 1

Prepare el equipo, herramientas y materiales deacuerdo a la orden de trabajo.

PASO 2

Con uno de los extremos de un pedazo de alambrecobre de 50 centímetros de longitud, sujete un imán yenseguida cuélguelo del soporte universal, procurandoque la parte que cuelga sea de unos 25 centímetros delongitud. Observe la figura 1.18.

PASO 3

Gire un poco el imán y déjelo que oscile hasta queprácticamente quede en reposo. Observe qué caradel imán apunta hacia el norte geográfico y póngale unpedazo pequeño de cinta adhesiva para distinguirla.

PASO 4

Vuelva a girar el imán y déjelo que se estabilice.Observe si la misma cara del imán es la que apuntahacia el norte geográfico.

PASO 5

Gire el soporte universal y deje que el imán se vuelvaa estabilizar. Observe si la misma cara del imán apuntaen el sentido indicado anteriormente. Si es así al pedazode cinta adhesiva póngale la letra N indicando que esees el Polo Norte del imán. A la cara opuesta, que apuntahacia el sur geográfico, péguele otro pedazo de cintay escriba en ella la letra S indicando que ese es el PoloSur del imán.

PASO 6

Repita los pasos anteriores para el segundo imán enforma de anillo.

De ese modo quedan determinados los polos Norte ySur de cada imán, lo cual servirá para desarrollar elsiguiente paso.

PASO 7

Almacene adecuadamente el equipo y herramientautilizada en esta práctica.

Limpie y ordene el área de trabajo al finalizar la práctica.

Fig. 1.18



2 ESTUDIO DE LA FORMA COMO INTERACTÚAN LOS

POLOS DE LOS IMANES

PASO 1

Prepare el equipo, herramientas y materiales queutilizará en esta practica.

PASO 2

Uno de los imanes usados en el objetivo previo,cuélguelo en el soporte universal mediante el hilo decobre, procurando que la longitud que cuelgue sea deunos 30 centímetros. Vea la figura 1.18 para llevarloa cabo.

PASO 3

Al imán que cuelga acérquele el segundo imán a unos10 centímetros de separación, procurando que quedenfrente a frente los polos opuestos. Observe el efectoque se produce en el imán que está colgado y a partirde ello deduzca cómo interaccionan los polosopuestos.

PASO 4

Repita el paso 2, pero ahora acercando el segundoimán de tal modo que queden frente a frente polosiguales. Observe el efecto que se produce en el imáncolgado y a partir de ello deduzca la forma cómointeraccionan los polos iguales de un imán.

PASO 5

A partir de los resultados obtenidos en los pasos 2 y 3,determine los polos del imán de barra. Para llevarlo acabo, acerque el imán de barra al imán que cuelga delalambre y basado en el efecto que observe, determinedónde está el polo norte y dónde el polo sur de dichoimán. Guíese por la Figura 1.20 para llevarlo a cabo.

PASO 6

Limpie y ordene el área de trabajo, almacene en unlugar adecuado los materiales y herramientas utilizadas.

Fig. 1.19

IMAN DE BARRA

Fig. 1.20

Medición de la fuerza que ejercen dosimanes entre sí al variar su separación.

PASO 1

Prepare el equipo, herramientas y materiales deacuerdo al orden de trabajo.

PASO 2

En la barra vertical de aluminio coloque el primer imánen forma de anillo, de tal modo que descanse en labase de aluminio. Puede ser cualquiera de los dos.

PASO 3

Con la balanza mida la masa del segundo imán en formade anillo.



PASO 4

Enseguida, coloque este segundo imán en la barravertical de aluminio, procurando que queden frente afrente polos iguales. Es decir que entre el primero ysegundo imán exista repulsión. No deje caer los imanesporque pueden quebrarse.(Figura 1.21)

PASO 5

Cuando ambos queden estables en la barra verticalde aluminio, mida la separación entre los polos queestán frente a frente. Procure que la medición de laseparación se lleve a cabo entre las dos superficies delos imanes y no entre sus protecciones, si es que éstosposeen.

PASO 6

Enseguida, mida la masa (peso) a uno de los cilindroshuecos de aluminio. Ahora agréguelo suavemente a labarra vertical de aluminio, de tal modo que descansesobre el segundo imán. Guíese por la Figura 1.22 parallevarlo a cabo.

PASO 7

Repita el pasos 5 y 6 para un segundo cilindrohueco, sin quitar el primero.

PASO 8

Siga agregando cilindros huecos de aluminio, uno poruno, y repita los pasos 5 y 6 de este objetivo. Deje deagregar cilindros hasta que la separación de los imanessea de 0.5 centímetros aproximadamente.

PASO 9

Limpie y ordene el área de trabajo al finalizar la práctica.

Figura 1.21

BARRA

VERTICAL

IMANESd

CILINDRO

HUECO

IMANESDISTANCIA AMEDIR

BASE DE

ALUMINIO

BASE DE ALUMINIO

Figura 1.22



¿Se orientaron siempre los dos imanes en la mismadirección o se orientaban en diferentes direcciones?

Cuando acercó los imanes con los polos diferentesfrente a frente ¿qué fenómeno observó en el imáncolgado?

Cuando acercó los imanes con los polos iguales frentea frente ¿qué fenómeno observó en el imán colgado?

Mida la fuerza magnética del primer imán sobre elsegundo, calculando el peso de los objetos que flotan,para cada una de las separaciones. Es decir que lasmasas serán el segundo imán y los cilindros de aluminioque se agreguen en cada caso.

Resultados

1

2

3

4

de las pruebas No. 1



¿Qué fenómeno es el que originaque los imanes (que pueden girar sin fricción) se

orienten siempre en la dirección norte-sur?

Cuando fue descubierto este fenómeno estudiado ¿a quédispositivo dio origen? ¿para qué sirvió?

A partir de los efectos observados en el imán colgado cuando se ponen frente afrente polos distintos ¿Qué conclusión obtiene sobre las fuerzas que se ejercenpolos diferentes?

En base a los efectos observados en el imán colgado cuando se ponen frente afrente polos iguales ¿Qué conclusión obtiene sobre las fuerzas que se ejercen polosiguales?

¿Cómo determinó los polos del imán de barra?

¿Cómo fue la fuerza magnética entre los imanes conforme la separaciónentre ellos decrece?

¿Si la separación disminuye a la mitad, la fuerzacrece el doble?

Preguntas y conclusiones

2

1

4

3

5

6

7



PRUEBA NO. 2:

CARACTERÍSTICAS DE LAS LÍNEAS DELCAMPO MAGNÉTICO

Objetivos

1. INVESTIGAR CÓMO SON LAS LÍNEAS DE INDUCCIÓN DEL

CAMPO MAGNÉTICO B.

Equipo y Materiales

1. Una bobina rectangular de 90 vueltas.2. Veinte agujas magnetizadas, tipo compás.3. Un solenoide de 50 vueltas.4. Una fuente de voltaje de 6 Voltios y 3 amperios ó

su equivalente 1 batería de 6 voltios para cadaaparato.

5. Un alambre conductor recto.6. Una espira.7. Una bobina circular de 50 vueltas.8. Una bobina alargada.

PROCESO DE ESTUDIO DE LAS

CARACTERÍSTICAS DEL CAMPO MAGNÉTICO

PASO 1

Prepare el material, equipo y herramientas segúnlos requerimientos de la práctica.

PASO 2

Seleccione la bobina rectangular de 90 vueltas, la cualservirá para observar el campo magnético queproduce un alambre recto.

PASO 3

Coloque los alfileres magnetizados sobre las agujasdel aparato que hacen las veces de punto de apoyo yde eje.

PASO 4

Oriente al azar los alfileres magnetizados.

PASO 5

Presione el botón eléctrico que está en el gabinete deldispositivo, para aplicar una diferencia de potencial de6 voltios a la bobina, lo que producirá una corrienteeléctrica en ella.

ALFILERES

ALAMBRE RECTO

Fig. 1.23

Paso 6

Observe qué configuración adoptan los alfileres y tomenota de ella. Si tiene dudas sobre la misma, vuelva aorientar al azar los alfileres y luego presione el botóninterruptor para aplicar el voltaje a la bobina.

PASO 7

Al finalizar la práctica almacene el material,herramientas y equipo.

Ordene y limpie el área de trabajo al finalizar la prueba.



BOBINA CIRCULAR

PASO 1

Prepare equipo, materiales y herramientas que utilizaráen ésta práctica, según lo indique los procesos.

PASO 2

Seleccione ahora la bobina circular de 50 vueltas.

PASO 3

Siga los pasos 3, 4, 5 y 7 para observar las líneas decampo de la bobina circular.

Fig. 1.24 Bobina circular

SOLENOIDE

PASO 1

Prepare el material, equipo y herramienta según selo indiquen los procesos.

PASO 2

Para el tercer elemento que es el solenoide de 50vueltas, siga los pasos 2, 3, 4 y 5 para observar laslíneas de campo magnético, producido por estadisposición.

Fig. 1.25 Solenoide



¿Cuáles son las principales característicasque observó de las líneas de campo magnético para:

a) El alambre recto.b) La bobina circular.c) El solenoide.

¿Qué relación existe entre las líneas de campo magnético y el campo magnéticoen cuanto a su magnitud y dirección?

¿Qué tipo de fuerza es la que orienta a los alfileres magnetizados? ¿De dóndeproviene esta fuerza?

Si el campo magnético terrestre fueran suficientemente intenso¿Hacia dónde se orientarían los alfileres?

Resultados

1

2

3

En el siguiente espacio en blanco dibuje las líneasde campo magnético que observó para el alambrerecto.

En el siguiente espacio en blanco dibuje las líneasde campo magnético que observó para la bobinacircular.

En el siguiente espacio en blanco dibuje las líneasde campo magnético que observó para elsolenoide.

Preguntas y conclusiones

1

2

3

4

de las pruebas No. 2



1.1.3 MAGNITUDES MAGNÉTICAS

Para que usted pueda especificar la intensidad de unimán y su campo magnético, es necesario que definalas magnitudes magnéticas. Además, dichasmagnitudes le permitirán la comparación de losdistintos materiales magnéticos.

fuerzas que actúan son débiles. Por tanto, el efectodel campo magnético disminuye con la distancia.

Las líneas de campo de un imán pueden discurrir conmayor o menor densidad.

La densidad de las líneas de campo diminuye alaumentar la distancia al imán o a la bobina.

La magnitud física que permite cuantificar este efectoes la densidad de flujo magnético o inducciónmagnética. Su unidad es el TESLA, en honor al físicocroata, Nicola Tesla.

El símbolo de la inducción magnética es “B” , y elsímbolo de la unidad es “T”.

1 T = 1 V s m2

B = V s m2

La inducción magnética indica la densidad del flujomagnético en un determinado punto.

A continuación se le proporcionan algunos valoresaproximados de inducciones magnéticas medidos porun instrumento indicador y una sonda de Hall:

• Campo magnético de la tierra0.00005 T

• Campo de un conductor recto100 A = 0.00025 T

• Imán Permanente.0.1 T

• Electroimán potente.100 T

Las unidades relativasal campo magnéticoson válidas, tanto si

el campo esproducido por unimán permanente,

como si lo es por unelectroimán.

1.1.3.1 DEFINICIÓN DE MAGNITUDES MAGNÉTICAS

Las magnitudes magnéticas son aquellas característicasdel magnetismo susceptibles de ser medidas. Acontinuación estudiará las magnitudes magnéticas másimportantes.

1.1.3.2 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DE LAS MAGNITUDES MAGNÉTICAS

Existen imanes más potentes que otros, esto da lugara los tipos y características de las magnitudesmagnéticas.

INDUCCIÓN MAGNÉTICA

Si aproxima un imán a las limaduras de hierro, lamayoría de ellas quedan adheridas en la parte de lospolos del imán. A partir de una determinada distanciadel imán las limaduras ya no se orientan porque las

0.00005 T

100 A = 0.00025 T

0.1 T

100 T



FLUJO MAGNÉTICO

Es el conjunto de todas las líneas de fuerza del campomagnético que puede considerarse, salen hacia elexterior, procedentes del polo norte de un imán.

Esta magnitud se representa por la letra griega (fi) ysu unidad es el Weber, en honor al físico alemánWilhelm Eduard Weber.

El flujo magnético es el producto de la inducciónmagnética (Densidad de flujo magnético) por lasuperficie polar del imán. Por tanto la unidad de flujomagnético es igual al producto de las unidades deinducción y de superficie.

= B * A

1 Wb = 1 Vs * m2

m2

1 Wb = 1 V s

PERMEABILIDAD

Es la capacidad de concentrar las líneas de fuerzamagnéticas. Por ejemplo el hierro dulce es muy eficazpara concentrar por inducción las líneas magnéticasdentro de su masa y, en general, toda sustancia que semagnetiza con facilidad concentra el flujo magnético.Por tanto, el hierro dulce tiene una gran permeabilidad.

En resumen la permeabilidad es el coeficiente entre lainducción magnética y la intensidad de campomagnético (Ver Sección 1.3 Calculo para circuitosmagnéticos.)

Los valores numéricos de la permeabilidad para lasdistintas sustancias se dan en comparación con la delaire o la del vacío. Como el aire, el vacío, o cualquierotro material no magnético, no pueden afectar al

campo magnético por inducción, su permeabilidadtiene el valor relativo de 1, es decir, el valor dereferencia. La permeabilidad de un material magnéticoes, entonces, igual al número de veces mayor que esla densidad del flujo en él comparada con la densidaddel flujo del aire. (Permeabilidad Relativa.)

El símbolo que se emplea para la permeabilidad es laletra griega µ (mu),

µ= V s A m

Para la permeabilidad del Vacío µ0

µ0 =

1.257 * 10-6

V s

A m

Para la permeabilidad relativa µr

µr =

µ

µ0

No existe ninguna unidad para la permeabilidad (parala permeabilidad relativa) ya que es el cociente de dosdensidades de flujo.

1.2 ELECTROMAGNETISMO

El fundamento de todos los motores eléctricos es lareacción de un conductor en un campo magnético exterior,la cual produce movimiento.

Los generadores se basan también en el mismofenómeno, pero en sentido inverso, pues en ellos elmovimiento de un conductor, dentro de un campomagnético exterior, es el que produce tensión ycorriente en dicho conductor.

1.2.1 DEFINICIÓN DE ELECTROMAGNETISMO

Existe una relación entre la electricidad y elmagnetismo. A esta relación se le llamaElectromagnetismo.



1.2.2 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DELELECTROMAGNETISMO

La relación entre la electricidad y el magnetismo fuedescubierta en 1824 por Oersted, un físico yquímico danés . Este observó que lacorriente, al circular por unconductor, podía mover a laaguja de una brújula magnéticasituada exteriormente a dichoconductor. Unos años más tarde,se descubría también el fenómenoinverso: que un campo magnético enmovimiento era capaz de obligar a loselectrones a desplazarse, produciendo así unacorriente. Este importante hecho fue descubierto en1831, independientemente, por Faraday y Henry. ElElectromagnetismo trata de los efectos magnéticosdebidos a la corriente eléctrica. Los electrones enmovimiento llevan ligado consigo un campo magnético.Y un campo magnético en movimiento es capaz deproducir corriente. Estos efectos electromagnéticostienen muchas aplicaciones en la electricidad moderna.

1.2.3 CAMPO MAGNÉTICO EN UNCONDUCTOR

En la Figura 1.26 todas las limaduras de hierroalineadas en anillos concéntricos alrededor delconductor recorrido por corriente, demuestran que:

Alrededor de un conductor por el que circulauna corriente eléctrica se forma un campomagnético.El campo magnético consiste en líneas defuerza circulares, en planos perpendiculares ala corriente.

Fig. 1.26 Limadurasde hierro alineadassegún el campomagnético queexiste en torno a unconductor por el quecircula corriente.

Entre los puntos c y d del conductor, el campo circularestá en planos horizontales porque dicho conductores vertical, y la misma situación se tendrá en los otrospuntos verticales entre los puntos e y f, y a y b. Dondeel conductor es horizontal, como entre b y c y entre

d y e, el campo magnético estará en planosverticales. Las líneas de fuerza son circularesporque el campo es simétrico respecto alconductor recto, el cual pasa por su centro.

La intensidad del campo es máxima en estepunto y disminuye inversamente con el

cuadrado de la distancia al conductor.

El efecto del campo magnético creado por unacorriente se manifiesta también, como se indica en laFigura 1.27, por las limaduras de hierro, que sonatraídas por el conductor.

Fig. 1.27 Las limaduras de hierro son atraídas por elconductor recorrido por una corriente.

El polo norte de la aguja magnética señala en direcciónde las líneas de campo, como lo muestra la Figura 1.28.

Fig. 1.28 El polo norte de las agujas indican la direcciónde las líneas de campo magnético en un conductor

recorrido por una corriente.

LIMADURAS DE HIERRO



La dirección del sentido de la corriente en un conductores señalada por un punto (.) o por una equis (X). Comolo indica la Figura 1.29.

Fig.1.29 Diferentes direcciones de la corriente en dosconductores.

Con ayuda de la regla del tornillo con rosca a manoderecha, puede determinar la dirección de las líneas decampo en torno al conductor como lo indica la Figura 1.30.

Fig. 1.30 Tornillo con rosca a mano derecha,indicando el sentido de la corriente (avance del tornillo)

y el sentido del campo magnético (sentido de giro).

De manera similar se forma un campo magnético entorno a conductores por los que circula la corrientealterna. El campo magnético varía continuamente dedirección, al igual que la corriente.

Si hace circular la corriente en el mismo sentido a travésde dos conductores, el campo común envuelve ambosconductores, vea la Figura 1.31.

Fig. 1.31 Dosconductoresrecorridos

por corrienteen el mismo

sentido.

Las líneas dec a m p otienden aacortarsey pore l l oapareceu n afuerza deatracción.

Si hace circularcorriente en ambosconductores ensentidos contrarios,las líneas de campo entre los conductores tienen la mismadirección, observe la Figura 1.32.

Las líneas de campo ejercen una fuerza transversal ylos conductores se repelen.

Las barras colectoras y devanados que conducengrandes corrientes y no están debidamente afianzadas,se deforman bajo la influencia del campo magnético.la fuerza ejercida es tanto mayor, cuanto mayor es lacorriente y cuanto menor es la distancia entre losconductores.

Este peligro es aún mayor en caso de cortocircuitos.La Figura 1.33 muestra un motor dañado por un cortocircuito.

Fig. 1.32 Dos conductoresrecorridos por corriente en

diferentes sentidos.

Fig. 1.33 Arrollamiento dañado por corto circuito.



1.2.4 CAMPO MAGNÉTICO EN UNABOBINA RECORRIDA POR CORRIENTE

Como se mencionó anteriormente, alrededor delconductor aparece un campo magnético como lo indicala Figura 1.34.

Fig. 1.34 Campo magnético resultante, del recorrido decorriente en los conductores.

La espira que forma el conductor se comporta comoun imán.

En una bobina los campos de las espiras dan lugar a uncampo magnético total como lo muestra la Figura1.35.

Fig. 1.36 Entrada y salida de las líneas de campo en unaespira.

En una bobina usted puede determinar la direccióndel campo total en la bobina y con ello, sus polos.

Existe otra forma mediante la cual puede determinarla dirección del campo, y es la Regla de la manoDerecha.

REGLA DE LA MANODERECHA: Si se coloca lamano derecha sobre unabobina de modo que losdedos señalen en elsentido de la corriente, eldedo pulgar estiradoseñala la dirección ysentido de la líneas decampo en el interior de labobina.

Fig. 1.37 Posición de la mano derecha para determinar ladirección del campo.

LA BOBINA CON NÚCLEO DE HIERRO

La causa del refuerzo del flujo magnético es laorientación de los imanes elementales en el hierro.Por esta causa aparecen líneas de campo adicionalesen el hierro. Las líneas de campo de la bobina seconcentran en el hierro.

Fig. 1.35 Formación del campo magnético en el interiorde una bobina.

En el interior de la bobina las líneas de campo sonparalelas y tienen la misma densidad. El campo allí eshomogéneo (o semejante).

El lugar de salida de las líneas de campo de la espira esel polo norte, el lugar de entrada es el polo sur de laespira, como lo muestra la Figura 1.36.



El hierro conduce las líneas de campo mejor que elaire.

Mediante un revestimiento con conductor magnéticopuede proteger, por ejemplo, aparatos de medida muysensibles contra campos magnéticos externos (Fig. 1.38).

Fig. 1.38. Protección con un conductor magnético, en elcentro no hay circulación de flujo magnético.

LÍNEAS DE MAGNETIZACIÓN

La densidad de flujo magnéticode una bobina sin hierroaumenta en la mismaproporción que la corriente deexcitación y por consiguiente,con la intensidad de campo.Pero ya no es éste el caso siaumenta el campo de la bobinamediante un núcleo de hierro.

Cuando finalmente están yatodos los imanes elementales orientados, el hierrono puede continuar contribuyendo al flujo magnético,está ya magnéticamente saturado.

Si en una gráfica se toman las intensidades de campo Hcomo abscisas y las correspondientes densidades de flujoB como ordenadas, se obtienen las llamadas líneas demagnetización.

Cuantomayor es lacorriente,tantos másimaneselementalesse orientanen el núcleo.

Fig. 1.39 Diagrama de magnetización del hierro y del aire.

1.2.5 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DELMOTOR Y DEL GENERADOR

La aplicación de los principios del magnetismo y delelectromagnetismo permite comprender elfuncionamiento del motor y del generador.

PRINCIPIO DEL MOTOR

Como ya ha aprendido anteriormente, los polos delmismo nombre se repelen y polos de distinto nombrese atraen. La acción de las fuerzas se presenta, tantoen los imanes permanentes como en los electroimanes.

Sobre un conductor recorrido por una corriente ysituado en un campo magnético actúa una fuerza. Elsentido de esta fuerza depende del sentido de lacorriente del conductor y del sentido del campomagnético.

Para que tenga una mejor comprensión sobre elfenómeno que estudió anteriormente observe elmodelo de las líneas del campo magnético de la Figura1.40, la composición de los dos campos, el delconductor y el del imán, da lugar a un campo total.



Fig.1.40 A la izquierda del conductor las líneas de los doscampos tienen diferentes sentidos y se anularán

parcialmente, con lo que el campo será débil. A la derechadel conductor las líneas de los dos campos tienen el mismo

sentido por lo que discurrirán más apretadas,obteniéndose un campo más fuerte.

A la izquierda del conductor las líneas de los doscampos tienen diferentes sentidos y se anularánparcialmente, con lo que el campo será débil. A laderecha del conductor las líneas de los dos campostienen el mismo sentido por lo que discurrirán másapretadas, obteniéndose un campo más fuerte.

Como las líneas de campo tienden a ser lo más cortasposibles y a separarse de las otras líneas colindantes,sobre el conductor actuará una fuerza hacia la izquierda(saliendo del imán). El conductor se desviará hacia lazona del campo más débil.

Si ahora invierte el sentido del campo del imán deherradura, el campo resultante tendrá una mayordensidad de líneas a la izquierda del conductor, sobreel que actuará una fuerza en sentido contrario o seahacia la derecha como lo indica la Figura 1.41.

El sentido de la fuerza que actúa sobre el conductorvaría también, cuando se modifica el sentido de lacorriente.

La fuerza, la dirección de la corriente y las líneas decampo son todas perpendiculares entre sí.

Si conoce los sentidos de las líneas de campo y de lacorriente puede obtener el sentido de la fuerza, conayuda de la regla de la mano izquierda.

REGLA DE LA MANO IZQUIERDA

Si coloca la mano izquierda de manera que las líneasde campo entren por la palma de su mano y que losdedosextendidosindiquen elsentido de lacorriente, elpulgarextendidoleseñalaráel sentido dela fuerzaque actúasobre elconductor.

Fig.1.41 El campo resultante tendrá una mayor densidadde líneas a la izquierda del conductor, sobre el que

actuará una fuerza hacia la derecha.

Fig.1.42 Regla de la manoizquierda para conocer el sentido

de la fuerza del conductor.

Mientras más conductores recorridos por corrientecoloque dentro del campo magnético, mayor será lafuerza que actuará como lo muestra la Figura 1.43.

Fig 1.43 Mas conductores recorridos por corriente dentrode un campo magnético provocará que actúe

una fuerza mayor.



Ahora observe como se comportauna bobina recorrida por unacorriente situada en un campomagnético.

Una bobina recorrida por unacorriente y situada en un campo

magnético efectúa unmovimiento de giro. El sentido

del giro depende del sentido de lacorriente en la bobina y del campo

magnético.

La bobina recorrida por la corriente es un electroimány tiene por tanto, un polo norte y un polo sur. Comola bobina se encuentra situada en el campo de un imán,los polos de igual nombre se repelen, los polos dedistinto nombre se atraen, sobre la bobina actuaránfuerzas que la harán girar. La bobina sólo podrá girarhasta aquella posición en la que coincidan los sentidosde su campo y del imán, como lo indica la Figura 1.44.

Fig. 1.45 Bobina dispuesta para girar hacia la derecha deacuerdo al sentido de la corriente de la bobina y del

campo magnético.

La superposición de ambos campos da lugar al espectromagnético representado en la Figura 1.46.

Fig.1.44 Bobina dispuesta para girar hacia la izquierda deacuerdo al sentido de la corriente de la bobina y el

sentido del campo magnético.

Si ahora se invierte el sentido de la corriente de labobina, el polo norte de la bobina se convertirá enpolo sur y viceversa, con lo que se invertirá el sentidode giro, como lo muestra la Figura 1.45.

Este movimiento de giro puede entenderlo también,con la ayuda del campo total resultante de lasuperposición de los campos del imán de herradura yde la bobina.

Fig 1.46. Espectro magnético de la superposición de loscampos de la bobina y del imán de herradura.

Cada línea de campo tiende a ser lo más corta posibley a separarse de las colindantes. Por tanto actuaránfuerzas que harán girar la bobina en el sentidocorrespondiente. Cuando modifica la intensidad de lacorriente de la bobina o la inducción magnética tambiénvariará el ángulo de giro de la bobina.

El principio de acción de fuerzas sobre bobinasrecorridas por corrientes y situadas en camposmagnéticos, los podrá observar en los instrumentosde cuadro móvil, de medida electrodinámicos yprincipalmente en los motores eléctricos.



PRINCIPIO DEL GENERADOR

En el apartado anterior del principio del motor, estudiólas fuerzas que actúan en un campo magnético. Estudióque un conductor movible, situado en un campomagnético, se movía cuando por él circulaba unacorriente, es decir, la energía eléctrica se convertíaen energía cinética o de movimiento.

El principio de un generador es el opuesto. A partirde energía cinética se obtiene energía eléctrica. Acontinuación aprenderá como se produceexactamente este fenómeno.

En el generador fuerzas mecánicas hacen girar espirasconductoras situadas en un campo magnético, por loque en los terminales del generador aparece unatensión.

Cuando en un campo magnético se mueve unconductor, cortando las líneas de campo, en elconductor se inducirá una tensión. El sentido de estatensión inducida, depende del sentido de movimientodel conductor y del sentido de las líneas del campomagnético.

El fenómeno de la inducción de una tensión puedeentenderlo de una mejor forma, con ayuda del modelode las líneas de campo.

Al mover el conductor los electrones libres existentesen él también se verán forzados a moverse. Elmovimiento de cargas eléctricas da lugar a un campomagnético.

Aparecen así, campos magnéticos circulares, como semuestra en la figura 1.47.

Al momentode mover unconductor através de unc a m p om a g n é t i c o ,aparecerá unafuerza sobre loselectrones libres quedará lugar a undesplazamiento deéstos, como lo indica laFigura 1.48.

Los núcleos atómicos positivos se encuentran fijadosen la estructura atómica y no pueden desplazarse. Deeste modo se obtiene una separación de cargas, porlo que aparecerá una tensión.

Si se mueve el conductor en el campo magnético deun lado a otro se induciría en aquél, una tensión alterna.

Para determinar el sentido de la tensión inducida puedeutilizar la regla de la mano derecha, también llamadaregla del generador.

REGLA DE LA MANO DERECHA

Si coloca la mano derecha de modo que las líneas decampo entren a través de la palma de su mano y elpulgar extendido indique el sentido de movimiento delconductor, los demás dedos señalarán el sentido de lacorriente que circulará por el conductor.

Fig. 1.47 Campos magnéticos circulares en un conductorrecorrido por corriente.

Fig.1.48 Desplazamientode electrones en un

conductor, al moverlodentro de un campo

magnético.

Fig. 1.49 Regla de la mano derecha, para determinar elsentido de la tensión inducida.



El desplazamiento o movimiento de los electroneshacia uno de los extremos del conductor provocará,alrededor de éste, la aparición de un campo magnéticoconcéntrico, que será de sentido contrario al campodel imán permanente, y por tanto, se opondrá almovimiento del conductor.

La ley de Lenz describe éste fenómeno.

LEY DE LENZ

La ley de Lenz denominada así enhonor al físico alemán HeinrichFriedrich Emil Lenz, establece que:

La corriente inducida por el movimiento de unconductor en un campo magnético tendrá un sentidotal, que se oponga al movimiento que originó dichacorriente.

Si ahora modifica la inducción magnética, la longitudefectiva del conductor y la velocidad del conductor,podrá observar que la tensión inducida será tantomayor, cuanto mayor sea la:

Inducción magnéticaLongitud efectiva del conductorVelocidad del conductor

Si utiliza un mayor número de conductores y mantieneconstantes las demás condiciones, notará que la tensióninducida también depende del número deconductores.

1.3 CÁLCULO PARA CIRCUITOSMAGNÉTICOS

En esta parte observará las magnitudes que intervienenen un circuito magnético generado por medio de unabobina recorrida por una corriente.

1.3.1 FUERZA MAGNETOMOTRIZ (f.m.m.)

Al igual que un imán permanente también una bobinarecorrida por una corriente puede originar un campomagnético.

La fuerza magnética o inducción magnética de unabobina aumenta con la intensidad de la corriente ycon el número de espiras. Por tanto la FuerzaMagnetomotriz depende del producto de la intensidadI por el número de espiras N. Este producto sedenomina fuerza magnetomotriz (f.m.m.) Su símboloes la letra griega que se lee teta y se calcula según lafórmula

= I * N

I = Intensidad de la corriente.N = Número de espiras.

La unidad de fuerza magnetomotriz es el amperio, puesel número de espiras es un número sin unidades.

jemplo: ¿Calcule la fuerza magnetomotrizde una bobina de 300 espiras, por la quecircula una intensidad de corriente igual a2 Amperios?

Datos:N = 300 Espiras. I = 2 Amperios.

Solución:= I * N= 300 A * 2= 600 A.

Resultado:La fuerza magnetomotriz es de600 amperios.

1.3.2 INTENSIDAD DEL CAMPO MAGNÉTICO

La intensidad del campo de la bobina aumenta si colocalas espiras en forma muy estrecha, puesto que así laslíneas de fuerza se juntan en poco espacio. Si lasespiras tienen gran separación entre sí, las líneas deflujo magnético también llamadas de campo magnético,deben vencer mayor distancia en el aire y además estánmás separadas, por lo que se reduce la intensidad decampo.

EEEEE



De ello se deduce que la intensidad de campo de unabobina, depende del número de amperios por cm delongitud media de las líneas de flujo.

El símbolo de laintensidad decampo magnéticoes la letra H.

La intensidad de campomagnético es el cocienteentre la f.m.m. y la longitudde las líneas de campo.

H = l

H = Intensidad de campo magnético. = Fuerza magnetomotriz. l = Longitud de las líneas de campo.

1.3.3 COMPARACIÓN DE LOS CIRCUITOSELÉCTRICOS CON LOS MAGNÉTICOS (LEY DE OHM PARA CIRCUITOS MAGNÉTICOS)

En el estudio de los electroimanes, puede resultar muyútil establecer ciertas comparaciones con los circuitoseléctricos.

El flujo de corriente puedecompararlo con el flujomagnético. El flujo magnético es

producido por la fuerza magnetomotriz,por tanto si aumenta la fuerza

magnetomotriz aumenta el flujomagnético, con lo que puedecomparar la fuerza magnetomotrizcon la tensión eléctrica, dado queen el circuito eléctrico la intensidad

de la corriente es directamenteproporcional a la tensión.

La oposición a la producción de flujo en un material sedenomina Reluctancia, que es comparable con laresistencia óhmica. La reluctancia es inversamenteproporcional a la permeabilidad. Así, el hierro tieneuna gran permeabilidad y una reluctancia pequeña,mientras que el aire o el vacío poseen pocapermeabilidad y una reluctancia grande.

En la Figura 1.50 la fuerza magnetomotriz produce elflujo magnético a lo largo del camino o circuitomagnético que presenta el núcleo de hierro y elentrehierro (cuando existe) y la reluctancia es laoposición total al flujo. En la reluctancia es muypequeña en el circuito cerrado de hierro y es necesariapoca fuerza magnetomotriz, para tener unadeterminada cantidad de flujo magnético. En cambioen b, el entrehierro presenta una gran reluctancia y senecesita mucha mas fuerza magnetomotriz paraconseguir la misma cantidad de flujo que en a.

b)

Fig. 1.50 Circuito magnético a) El núcleo de hierro tienepoca reluctancia y precisa poca fuerza magnetomotriz.

b) La gran reluctancia del circuito con entrehierronecesita más fuerza magnetomotriz.

Estos tres factores:1. Flujo Magnético.2. Fuerza magnetomotriz.3. Reluctancia.

a)



Están relacionados por la fórmula siguiente.

= f.m.m. = I * N

En donde

= Flujo Magnéticof.m.m. = Fuerza magnetomotriz.

= Reluctancia.

1.3.4 HISTÉRISIS MAGNÉTICA

Cuando hace circular una corrienteen una bobina con núcleo dehierro y luego la desconecta,

queda en el hierro una pequeña partede magnetismo, es decir que algunos de losimanes elementales siguen alineados aún. Estemagnetismo residual recibe el nombre demagnetismo remanente.

Si desea anular este magnetismo remanente, hay queinvertir el sentido de la corriente, aumentando laintensidad hasta anular dicho magnetismo remanente,esta intensidad se llama intensidad coercitiva decampo.

Estos procesos de inversión de corriente y sus efectoslos puede graficar por medio de una curva llamada deHistéresis.

La palabra histéresisproviene del griegoHISTÉRISIS y significa“Permanencia” o“Retraso a”.De la curva se

desprende que elhierro completamentedesimanado (punto A) presenta con crecienteintensidad de campo, una inducción cada vez mayorhasta llegar a la saturación en el punto B. Si interrumpela corriente eléctrica, desaparece la intensidad decampo de la bobina, pero queda un magnetismo

remanente R que puede anularse por la intensidad delcampo contrario (inversión de la corriente) siendo Kla intensidad coercitiva de campo. Si nuevamenteaumenta la corriente y con ello la intensidad de campo,el punto c llega por segunda vez a la saturación perocon polaridad inversa. Una reducción en la intensidadde campo produce en R’ nuevamente la remanencia,que se elimina por la intensidad coercitiva de campo K.Un aumento ulterior de la intensidad de la corriente enel nuevo sentido hace subir la inducción magnética hastael punto de saturación B. El trayecto inicial de A hastaB ya no se alcanza. Esta parte de la curva se llama lacurva nueva, puesto que sólo se presenta en materialesnuevos amagnéticos. La magnitud de la superficiecircunscrita por la curva es una característica paracalificar el trabajo empleado en la inversión de laimantación.

1.4 CÁLCULO DE CONEXIÓN INDUCTORES

Los inductores los puede conectar en serie o enparalelo, al igual que las resistencias ohmicas puras.

Conexión de Inductancias

Las inductancias reaccionan como las resistenciasóhmicas si sus campos magnéticos no se inducenmutuamente.

1.4.1 CONEXIÓN EN SERIE

La inductancia total es igual a la suma de inductanciasparciales.

LG = L1 + L2 + L3 + ...

1.4.2 CONEXIÓN EN PARALELO

El valor recíproco de la inductancia total es igual a lasuma de los valores recíprocos de las inductanciasparciales.

1 = 1 + 1 + 1 + ... LG L1 L2 L3



1.5 MAGNETIZADO DE PIEZASMETÁLICAS

En la sección 1.4 pudo observar que alrededor de unconductor recorrido por corriente aparece un campomagnético, las líneas de inducción magnética soncírculos con centro en el alambre.

La intensidad de este campo magnético depende de laintensidad de corriente que circule por el conductor ysi fuera el caso de una bobina, esta también aumentaríacon el número de vueltas que tenga la misma.

A continuación podrá comprobar este principio.

1.5.1 PROCESO PARA MAGNETIZAR PIEZAS

MATERIALES Y EQUIPO

1. 3 onzas de alambre magneto calibre No. 25.2. Un destornillador con alto contenido de carbono (Acerado)

3. Papel Mylar de 15 X 25 Cm.4. Masking tape.5. Una cuchilla.6. Una brújula.7. Un fusible de 20 amperios de vidrio.8. Un porta fusible.9. Una prensa mecánica.10. Una fuente de tensión regulable de 0-120 voltios,

corriente continua y alterna.

PROCESO DE EJECUCIÓN:

Para magnetizar piezas metálicas proceda de lasiguiente manera:

Paso 1

Prepare el material, herramienta y equipo de acuerdoa la orden de trabajo.

Paso 2

Envuelva la parte metálica deldestornillador con el papel Mylary sujete el papel con el MaskingTape.

Paso 3

Sujete la parte del destornilladorque no está envuelta con papel, enla prensa mecánica, para que esteno tenga movimiento.

Paso 4

El alambre magneto calibre No. 25 es un alambre conun revestimiento de barniz aislante. Tome un extremodel alambre magneto y con la cuchilla quítele 2centímetros del revestimiento aislante.

Paso 5

Empiece a bobinar el destornillador con el alambre ydeje una punta saliente de aproximadamente 20centímetros.

La bobina debe estar los suficientemente apretada ybobinada en orden, solo en la parte aislada por el papel.Recuerde que debe evitar el contacto directo entre elalambre y el hierro.

Cuando todo el alambre forme parte de la bobina,vuelva a dejar el extremo final saliente igual que el inicialy quite el aislante.

Paso 6

Envuelva parcialmente la bobina con el Masking Tape,para evitar que se afloje.

Paso 7

Conecte un extremo de la bobina al porta fusible eintroduzca el fusible.



Paso 8

Luego Conecte los dos extremos a la fuente de tensiónde 100 V.

Paso 9

Desconecte la bobina de la fuente de tensión.

Paso 10

Acerque la brújula a cualquiera de los extremos de lapieza, cuando no esté conectada a la fuente de tensión.

Paso 11

Almacene en el lugar adecuado el equipo, herramientay materiales utilizados en esta práctica.

1.5.2 MEDIDAS DE SEGURIDAD

CON LA CUCHILLA

Cuando esté trabajando con la cuchilla para quitar elrevestimiento aislante del alambre magneto, hágalo deforma que cuando ésta realice la operación siemprese aleje de usted.

Un descuido puede causarle cortadas profundas ydolorosas.

CON LA FUENTE DE TENSIÓN

Recuerde que la circulación de corriente eléctrica enel cuerpo produce un efecto fisiológico, de maneraque debe evitar cualquier contacto directo con elalambre magneto o la fuente de tensión.

También evite que circule una intensidad demasiadoelevada por la bobina, recuerde que podría dañar lafuente de tensión o cualquier aparato de medición.

1.6 MOTOR MONOFÁSICOELÉCTRICO MONOFÁSICO

El Motor Universal es similar al de corriente continuacon excitación en serie, pero está construido conchapas magnéticas, como los motores de corrientealterna. Esto es, porque en la en corriente alterna,debido a la frecuencia, se calentaría demasiado unnúcleo de hierro sólido.

Al motor monofásico universal se le puede regular muybien la velocidad, tanto en corriente alterna, como encorriente continua. Este tipo de motores se emplea,por ejemplo, para accionar electrodomésticos como:aspiradoras, licuadoras, procesadores de alimentos,etc., y máquinas herramientas como: barrenos, sierrascaladoras, etc.

Fig. 1.51 Símbolo que representa al Motor Universal.

1.6.1 DEFINICIÓN DE MOTOR MONOFÁSICO

El motor eléctrico monofásico es un motro universal condevanados en el estator y rotor, conectados en serieque opera de igual forma, conectado a una fuente decorriente directa (CD) o de corriente alterna (AC).

1.6.2 PARTES Y FUNCIONAMIENTO DELMOTOR UNIVERSAL

El Motor Universal al igual que todo motor eléctrico,desde un punto de vista mecánico, consta de:

• Estator: parte fija,• Rotor: parte giratoria y• Dos escudos o tapaderas.



Y desde un punto de vista eléctrico, consta de:

• Inductor e• Inducido.

ROTOR, INDUCIDO O ARMADURA DEL

MOTOR UNIVERSAL

El rotor del Motor Universal es análogo al de lasdemás máquinas de corriente continua y se componede varias bobinas de espiras de alambre esmaltado,situadas en las ranuras del paquete de chapas del ro-tor.

Las terminales de las bobinas se sueldan a las delgasdel colector o conmutador. A cada segmento o delgadel colector está unido el principio de una bobina y elfinal de otra. Por lo tanto, la corriente introducida através de dos escobillas se reparte en dos ramalesconectados en paralelo.

El devanado del rotor es del tipo llamado de tambor.

Fig. 1.52 Componentes del Motor Universal.

EL ESTATOR DEL MOTOR UNIVERSAL

El Estator es un paquete de chapasde polos salientes y una bobina o

devanado excitador. El devanadoexcitador está compuesto de espiras dealambre esmaltado arrolladas en los dos polossalientes.

Fig. 1.53 Composición del Estator.

Fig. 1.54 Partes del Rotor o Inducido.

El Conmutador o Colector consiste en varias barrasde cobre de forma rectangular llamadas delgas osegmentos, que están montadas sobre la flecha o ejedel rotor formando un circulo alrededor de este, porlo que giran juntos. Las delgas están aisladas unas deotras y del eje, con un material aislante llamado mica.



Fig. 1.55 Partes del conmutador o colector y los carbones.

LOS ESCUDOS O TAPADERAS DEL MOTOR UNIVERSAL

Las tapaderas es una placa metálica donde seencuentran montados los cojinetes y las escobillas ocarbones.

Cuando el Motor Universal estáfuncionando, el rotor está girando. Eleje del rotor es soportado en cada

extremo por dos cojinetes que seencuentran en los escudos otapaderas, de modo que puedagirar libremente. El cojinete

permite el libre desplazamiento delrotor sobre su eje, evitando elsobrecalentamiento del eje y su

desgaste. Algunos aparatos pequeños con motor uni-versal en lugar de cojinetes utilizan bushings. El bush-ing se fabrica de bronce para facilitar el deslizamientodel eje del motor. Cuando estos se desgastan, secompran nuevos para el repuesto.

Un cojinete está formado por dos aros o anillos deacero, entre los cuales se alojan varias bolas de acero.

El aro interior y las bolas de acero giran junto con eleje. Es importante que los cojinetes estén bienengrasados, de lo contrario se sobrecalentaran.

Fig. 1.56 Partes Básicas de un Cojinete.

Las Escobillas se encuentran en la zona neutra delcolector, pues aquí la tensión entre dos delgascolindantes es aproximadamente nula.

Las escobillas de carbón tienen un tamaño tal, queabarca dos delgas, con lo que se evita una interrupciónde la circulación de la corriente. Los Portaescobillassujetan las escobillas, de modo que estas puedan frotarla superficie del colector, con presión regulable. Lasescobillas se fabrican de carbón o de grafito.

Fig. 1.57 Partes del Portaescobillas.



1.6.3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTODEL MOTOR UNIVERSAL

Los Motores Universales tienen prácticamente lamisma construcción que los motores de corrientedirecta, ya que tienen un devanado estator, un rotorcon escobillas y un conmutador.

El conmutador mantiene al rotor girando a través delcampo magnético del devanado del estator; tambiéncambia el flujo de corriente con relación al devanadodel estator y el rotor, es decir, cumple una función deempujar y halar. Esta acción de halar y empujar escreada por los polos norte y sur de los devanados delestator y del rotor.

El polo norte de los devanados del estator hala el polosur del rotor hacia el interior de la parte principal delcampo magnético. El conmutador y las escobillasinvierten el flujo de corriente a través de la armadura,creando un polo norte en el devanado del rotor. Elpolo norte del devanado del estator repele entoncesel polo norte del rotor.

1.6.4 CONEXIÓN DE LOS DEVANADOSDEL MOTOR UNIVERSAL

Los devanados están conectados en serie; el devanadoexcitador está dividido en dos, uno conectado antesdel inducido y el otro después. De este modo seconsigue que las dos partes del devanado excitadoractúen como bobinas reactivas, frente a las tensionesde alta frecuencia, que aparecen al conmutar. Conello se reduce fuertemente la propagación de lasperturbaciones a la red de alimentación, evitándoseasí, las radiointerferencias que se producirán. Lasmáquinas universales no poseen devanado de polosde conmutación ni devanado de compensación.

Esta acción de empujar y halarproduce la acción de giro del rotor através del campo magnético deldevanado del estator, estableciendode esta manera laoperación delmotor.

Cuando el Motor Universal opera con corrientealterna, la corriente cambia constantemente dedirección en los devanados del estator. Tanto eldevanado del estator como del rotor invierten lacorriente simultáneamente, por lo tanto, el motoropera en forma similar a un motor de inducción.(Consulte la unidad 2 sobre Motores Monofásicos deinducción en este manual).

Los devanados del estator y del rotor se conectan enserie en los motores universales.

Fig. 1.58 Conexión de devanados del Motor Universal(Simbología Europea) y sus partes.

1) Red de Alimentación.2) Fusible de Protección.3) Interruptor de encendido y apagado.4) Caja de bornes.5) Devanados del Estator.6) Carbones o Escobillas.7) Rotor, Inducido o Armadura.



Fig.1.59 Conexión de devanados del Motor Universal.(Simbología americana).

Para conseguir que el comportamiento de régimen delMotor Universal sea el mismo para corriente continuaque para alterna, utilice la conexión de la Figura 1.60,en la cual, el número de espiras del devanado principalpara conexión a corriente continua será mayor que eldel devanado para conexión en corriente alterna.

Si utiliza el mismo devanado para tensión alterna ycontinua, obtendrá una pequeña variación de lavelocidad, cuando varie la carga, esto es el parresistente.

de un motor, debe analizar cuidadosamente lasconsecuencias.

El cambio de sentido de giro del motor universal, lopuede realizar cambiando las conexiones de loscarbones o escobillas, tal como se ve en la Figura 1.60.Otras veces, se montan dos devanados en el estatorpor los que la corriente circula en sentido opuesto, yse invierte el sentido de giro con un conmutadorexterior (Fig. 1.61).

Fig. 1.60 Motor Universal de igual comportamiento encorriente alterna que en continua.

1.6.5 CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTOR UNIVERSAL

El sentido de rotación o giro de algunos MotoresUniversales de aparatos accionados con ellos no puedeser cambiado, ya que al hacerlo, podrían dañarse dichosaparatos o las personas que los operan, por lo queantes de efectuar un cambio de sentido en la rotación

Fig. 1.61 Modo de invertir el sentido de giro en un motoruniversal, conmutando las conexiones de las

escobillas o carbones.

Fig. 1.62 Motor Universal con dos devanados del estatorpara invertir el sentido de giro utilizando un conmutador.

1.6.6 CONEXIÓN DEL MOTOR UNIVERSALA TENSIONES DE 120 Y 220 VOLTIOS

Para que un Motor Universal de pequeño consumo(máquinas de afeitar y aparatos similares en potencia,por ejemplo), funcione con 120 ó 220 voltios, se utilizaun conmutador.



Fig. 1.63 Diagrama de conexión de un Motor Universalpara dos tensiones y sus partes.

A. Devanado del Estator.B. Rotor y Carbones.C. Capacitor para filtrar corrientes parásitas.D. Resistencia.E. Conmutador de 2 posiciones.F. Conexión a la red 120 ó 220 voltios.

En la Figura 1.63, el conmutador selecciona loscircuitos 1 o 2.

En la posición 1, la tensión de 120 voltios de la redllega directamente.

En la posición 2, La tensión de 220 voltios de la redqueda reducida por medio de una resistencia R,conectada en serie, de forma que la tensión que lellegará al motor universal será únicamente 120 voltios,como en el caso 1, de alimentación directa.

1.6.7 REGULACIÓN DE LA VELOCIDADDE GIRO EN EL MOTOR UNIVERSAL

La Regulación de la frecuencia de giro o velocidad degiro de un Motor Universal puede ajustarla con unautotransformador con varias salidas y un conmutadorde varias posiciones.

El autotransformador es una máquina eléctricaestática con un circuito magnético, igual al deltransformador, y su circuito eléctrico único, primario-secundario, del que se sacan tomas para obtenertensiones, en este caso inferiores a la red, paraaplicaciones diversas, según las necesidades.

Para el control de la velocidad aplique la siguiente regla:

• Más espiras, menos velocidad y• Menos espiras, más velocidad.

Como ejemplo de aplicación de estaforma de regulación de velocidad está

la licuadora eléctrica (Fig. 1.64)

Fig. 1.64 Partes principales de una Licuadora Eléctrica.

1

2

3

6

5

4



1.1.1.1.1. Vaso plástico o de vidriodonde se licua el producto,desmontable del soporte.

2.2.2.2.2. Soporte.

3.3.3.3.3. Tablero de mando para encender,apagar y seleccionar velocidad.

44444. Cable de conexión a la Red.

5. 5. 5. 5. 5. Motor Universal, en la parte interna.

6.6.6.6.6. Cuchillas que realizan el licuado.

Fig. 1.65 Diagrama eléctrico de una licuadora de variasvelocidades y sus partes.

1. Devanado del Estator.2. Rotor y Carbones o escobillas.3. Devanado del Estator funcionando como

Autotransformador.4. Conmutador de varias posiciones.5. Capacitor actuando como filtro antiparásito.6. Pulsador de encendido y apagado.7. Conexión a la red eléctrica.

tras formas de variar la velocidad deun Motor Universal incluyen lautilización de:

• Diodos

• Resistencias fijas

• Reóstatos

• Triac

OOOOO

Fig. 1.66 Forma de variar la velocidad del MotorUniversal con un Reóstato.

1.7 PROCESO DE INSTALACIÓNDE UN MOTOR UNIVERSALY CAMBIO DEL SENTIDO DEGIRO

Para conectar un motor universal proceda de lasiguiente forma:

Paso 1

Prepare el equipo, la herramienta y los materiales autilizar.

Paso 2

Mida el voltaje de la fuente de alimentación a la cualdesea conectar el motor universal. El voltaje de lafuente debe ser ± 7.5% del voltaje de la placa de datosdel motor universal. Si no respeta este valor de tensión,el motor universal puede funcionar con ciertosinconvenientes, o quemarse.

Paso 3

Verifique que el interruptor, para accionar el motoruniversal esté en la posición de apagado.



Paso 4

Conecte la espiga de su motor universal a la fuente detensión. Si no tiene espiga, conecte los cables dealimentación del motor a la fuente de tensión,asegurándolos firmemente.

Paso 5

Accione el interruptor del motor universal a la posiciónde encendido.

Paso 6

Observe que el motor arranca correctamente, sequeda funcionando sin producir ruidos extraños, nihumo y compruebe el sentido de giro del motor. Midacorriente con amperímetro de gancho en las líneas dealimentación y compare las lecturas obtenidas con lasindicaciones de la placa de características o placa dedatos del motor.

Paso 7

Pare el motor, regresando el interruptor a la posiciónde apagado.

Paso 8

Desconecte el motor universal de la fuente de tensión.

Paso 9

Para invertir el sentido de giro delmotor universal, asegúrese de queel motor esté diseñado para girara la derecha y a la izquierda. Luego,destape el motor universal y conmute las conexionesde las escobillas o carbones, tape de nuevo el motor yrepita los pasos del 2 al 8.

Paso 10

Limpie, ordene y almacene adecuadamente todo loutilizado en este proceso.

1.8 PROCESO PARA VARIAR LAVELOCIDAD DE UN MOTORUNIVERSAL

Para variar la velocidad de un motor universal, consigauna licuadora de varias velocidades y proceda de lasiguiente forma:

Paso 1

Prepare equipo, herramienta y materiales a utilizar.

Paso 2

Mida el voltaje de la fuente de alimentación a la cualdesea conectar el motor universal. El voltaje de lafuente debe ser ± 7.5% del voltaje de la placa de datosdel motor universal. Si no respeta este valor de tensión,el motor universal puede sufrir daños especialmentecuando tiene la carga instalada, o no funcionaradecuadamente.

Paso 3

Verifique que el interruptor esté en la posición deapagado.

Paso 4

Conecte la espiga de la licuadora de varias velocidadesa la fuente de tensión.

Paso 5

Seleccione y accione una velocidad de la licuadora.

Paso 6

Observe que el motor arranca correctamente, sequeda funcionando sin producir ruidos extraños, nihumo y compruebe el sentido de giro del motor. Midacorriente con amperímetro de gancho en las líneas dealimentación y compare las lecturas obtenidas con lasindicaciones de la placa de características o de datosdel motor.



Paso 7

Pare el motor, regresando el interruptor a la posiciónde apagado.

Paso 8

Desconecte la licuadora de la fuente de tensión.

Paso 9

Destape la licuadora y compare las conexiones con lasde la Figura 1.65. Luego vuelva a tapar la licuadora.

Paso 10


1.9 MANTENIMIENTO DELMOTOR UNIVERSAL

Una vez en funcionamiento el aparato que contengael motor universal, revise de tiempo en tiempo sobretodo, las partes del aparato que están sujetas adesgaste; por ejemplo, cojinetes, carbones, colector,etc. Durante estas revisiones reponga los elementosque haya sufrido un desgaste exagerado.

1.9.1 LIMPIEZA DEL MOTOR UNIVERSAL

Uno de los factores que puede evitar que el MotorUniversal o cualquier otro motor funcionenormalmente, es debido a una suciedad excesiva depolvo, grasa, harina, humos o vapores corrosivos yotros agentes contaminantes. Por lo que, se lerecomienda efectuar una limpieza periódica del motor.

PROCESO DE LIMPIEZA DEL MOTORUNIVERSAL

Para limpiar el motor proceda de la siguiente forma:

Paso 1

Desconecte el motor de la fuente de tensión.

Paso 2

Destape el aparato para que el motor universal lequede a la vista.

Paso 3

Colóquese gafas protectoras y mascarilla paraprotegerse los ojos y pulmones del polvo y suciedadque saldrán del motor.

Paso 4

Con un compresor de aire o con una secadora de pelo(teniendo cuidado de no calentar demasiado el motorcon aire caliente), sople el motor.

Paso 5

Con una brocha de mano de 1.25 cm, limpie loslugares que quedaron sucios.

Paso 6

Si el motor contiene grasa que no sale con la brocha,ni soplándolo, utilice un atomizador especial paralimpieza de motores y siga cuidadosamente lasinstrucciones de este.

Paso 7

Si no cuenta con un atomizador especial, puede utilizardetergente con agua aplicado a presión y luego apliqueaire seco para quitar la humedad.

1.9.2 MANTENIMIENTO DE LOS COJINETESDEL MOTOR UNIVERSAL

Los cojinetes facilitan el deslizamiento del rotor,evitando el sobrecalentamiento del eje y su desgaste.

La lubricación consiste en el engrasado o aceitado delos cojinetes. Los motores universales utilizan



chumacera s ,o t rosmotores tienen cojinetessellados que no necesitanque se les aplique grasa.La grasa dentro de lossoportes sellados seendurecerá si elaparato no se usadurante un períodorelativamente largo detiempo y el cojinetecompleto deberácambiarse. Otroscojinetes necesitanaceitarse o rellenarsecon grasa de altavelocidad. Es importante quesepa que el exceso de grasa es tan malo como la faltade ella.

Los cojinetes engrasados con exceso expulsarán elexceso de grasa dentro del motor. La grasa o aceitellegará a las escobillas, al conmutador, al interruptordel motor, a los devanados, etc. Recuerde que el aceiteo grasa ataca y puede destruir los aislamientos. Cuandoobserve que los cojinetes están limpios y en buenestado, no necesita removerlos.

PROCESO DE REVISIÓN DE LOS COJINETESDEL MOTOR

Para observar si los cojinetes están en buen estado,desconecte el motor de la fuente de tensión, y utilicelas siguientes técnicas:

1. Gire el rotor sobre su eje con la mano. Detecteque no existan rozamientos entre el rotor y el estatorni atrancamiento. Debe haber un deslizamiento librey suave del rotor.

2. Mueva hacia arriba y abajo el extremo libre del ejedel motor del lado del accionamiento (Fig. 1.67). Si eleje se mueve, el cojinete o el mismo eje pueden estardesgastados y deberá sustituir uno o ambos.

3. Otra forma de verificar que los cojinetes están enbuen estado es la siguiente: haga que el motor universalse mueva a una velocidad muy baja, (sin la cargainstalada) alimentándolo solamente con 35 voltios decorriente alterna. Si el cojinete está dañado hará unruido estridente y deberá cambiarlo.

Fig. 1.67 Comprobación del estado de los cojinetes,moviendo el eje hacia arriba y abajo.

Si el eje se mueve, el cojineteo el mismo eje están desgastados.

1.9.3 MANTENIMIENTO DE LOS CARBONES O ESCOBILLAS

Como las escobillas rozan con el conmutador, sedesgastan y se acortan de la misma manera que la puntade un lápiz cuando se escribe con él.

Compruebe siempre que las escobillas se muevanlibremente en sus soportes o portaescobillas. Si estánmuy apretadas o pegajosas, el resorte tensor no alcanzaa empujarlas hasta el conmutador. Si los carbones y elconmutador no están en contacto, el motor sedetendrá.

Cuando los carbones están pegajosos, retírelos delportaescobillas y limpie ambos con un trapo congasolina. Sea cuidadoso. Tome todas las precaucionescontra incendios.

Revise la longitud de los carbones, cuando los carbonesse van acortando el resorte no alcanza a presionarloscontra el conmutador. Esto puede causar un falso

Es importanteEs importanteEs importanteEs importanteEs importanteque losque losque losque losque los

cojinetes esténcojinetes esténcojinetes esténcojinetes esténcojinetes esténbienbienbienbienbien

engrasados, deengrasados, deengrasados, deengrasados, deengrasados, delo contrario selo contrario selo contrario selo contrario selo contrario sesobrecalentarán.sobrecalentarán.sobrecalentarán.sobrecalentarán.sobrecalentarán.



contacto, provocando calentamiento y daños en elmotor o simplemente, que deje de funcionar. Cuandolas escobillas resultan muy cortas sustitúyalas por otrasnuevas.

Cuando cambie los carbones o escobillas, debearreglarlas de modo que al tocar el conmutador haganun contacto máximo. La Figura 1.68 muestra la formacorrecta de adaptar los carbones o escobillas alconmutador y la Figura. 1.69 muestra la formaincorrecta. Note cómo la forma correcta sigue la curvadel conmutador. La adaptación de los carbones a lacurvatura del conmutador se hace mediante papel delija de grano fino. Cuando el carbón o escobilla estánmal adaptados esto causa chispas y fuego en el colector.

PROCESO DE ADAPTACIÓN DE CARBONES

O ESCOBILLAS

Para adaptar los carbones o escobillas a la curvaturadel conmutador proceda de la siguiente forma:

Paso 1

Desconecte el motor de la fuente de tensión.

Paso 2

Coloque los carbones nuevos en el portaescobillas,bajo la tensión normal del resorte.

Paso 3

Corte una tira de papel de lija fina, del tamaño delconmutador.

Paso 4

Separe un carbón del conmutador y coloque la lijaentre el carbón y el conmutador con la cara ásperahacia la escobilla.

Paso 5

Suelte el carbón para que el resorte la presione contrala lija.

Paso 6

Hale el papel de lija de modo que el conmutador gireprimero en un sentido, y después en sentido opuesto;la lija hará una curva en la escobilla igual a la delconmutador. Esto se logra con cuatro o cinco vueltasdel conmutador (Fig. 1.70). Luego, realice el mismoprocedimiento con el otro carbón.

Fig. 1.68 Forma correcta de adaptar los carbones alconmutador.

Fig. 1.69 Forma incorrecta de adaptar los carbones alconmutador.

1. Conmutador.2. Carbón o Escobilla.3. Papel de lija fina.



Fig. 1.70 Forma de adaptar los carbones al conmutadorcon papel de lija fina.

Paso 7

Después de adaptar los carbones o escobillas nuevas,quite el papel de lija y elimine el polvo de carbón conuna tela limpia.

Paso 8

Colocar carbones o escobillas es un trabajo sucio ysus dedos quedarán impregnados de carbón. Láveselas manos antes de volver a tocar el aparato.

1.9.4 MANTENIMIENTO DELCONMUTADOR O COLECTOR

Los conmutadores deben limpiarse a fondo, a cadacierto tiempo, quitándoles todo, el polvo o suciedadque los recubra, sobre todo se recomienda queefectúe esta limpieza cada vez que cambie loscarbones o escobillas.

En muchos motores pequeños es necesario quitar elrotor para limpiar el conmutador. Al desmontarlo debetomar la precaución de comprobar el orden de laspiezas, para que al volver a armar el motor deje todocomo estaba.

Cuando el conmutador está sucio, pero no picado niáspero, límpielo con una tela suave y vaselina. Lavaselina elimina el polvo de carbón sin dañar lasuperficie del conmutador. Elimine el sobrante devaselina con una tela seca y limpia. La limpieza delconmutador puede realizarla también con una lija muyfina, pero tomando la precaución de no lijar duro ydemasiado, para no dañar el conmutador.

PROCESO DE LIMPIEZA DEL CONMUTADOR

Si la superficie del conmutador está raspada o picada,debe pulirla con un taladro utilizando papel de lija fina,proceda de la siguiente forma:

Paso 1: Corte una tira de papel de lija fina delancho del conmutador.

Paso 2: Coloque el rotor con el conmutador cerca del porta brocas.

Paso 3: Haga girar el taladro a la velocidad mínima.

Paso 4: Sostenga el papel de lija fina, frotandoen forma uniforme alrededor de todo

el conmutador. (Fig. 1.71)

Fig. 1.71 Forma correcta de limpiar un conmutadorutilizando papel de lija fina.



Paso 5: Observe que el conmutador hayaquedado bien en todo su contornoy desmonte el rotor del taladro.

Si este tratamiento no elimina las asperezas o elconmutador no está perfectamente cilíndrico, debeser rebajado en un torno por un torneroexperimentado. Es importante que no existanraspaduras en los segmentos de cobre de unconmutador porque arrancarían pedazos de carbónde las escobillas y el conmutador quedaría cubiertopor una capa negra en pocas horas de trabajo.

Cuando un motor universal está funcionando seproducen chispas en cantidad moderada, entre lasescobillas y los segmentos del conmutador. Estodesgasta los segmentos de cobre hasta quedar pordebajo del nivel de aislante de mica (Fig. 1.72). Cuandosucede esto, la mica impide el contacto eléctricosatisfactorio entre las escobillas y los segmentos decobre. Esta situación se conoce como mica elevada.

Fig. 1.73 Conmutador de forma correcta, con los segmentosde cobre con un nivel más alto que el de la mica.

PROCESO DE DERRUBIADO DEL CONMUTADOR

Cuando sea necesario realizar el derrubiado procedaasí:

Paso 1

Sujete el rotor de manera que el conmutador quededispuesto para la limpieza.

Paso 2

Tome una cuchilla previamente fabricada con hoja desierra (Fig.1.74) o bien con fresas especiales para elefecto.

Fig. 1.72 Mica elevada en un conmutador.

La mica elevada puede evitarse muchas veces con sóloasegurarse que los carbones o escobillas seanadaptados correctamente al poner nuevos.Los segmentos de mica deben rebajarse tan prontocomo el cobre dé señales de acercarse al nivel de lamica. Esta operación se conoce como derrubiado yconsiste en rebajar la mica para que su nivel sea inferioral de los segmentos de cobre (Fig. 1.73).

Fig. 1.74 Forma de fabricar una cuchilla para elderrubiado del conmutador.

Paso 3

Pase la cuchilla cuidadosamente a lo largo de la micahacia el lado del eje, hasta que su altura esté de



1 a 1.5 mm debajo del nivel de los segmentos de cobre(Fig. 1.75).

adecuada ventilación del motor y ocasionacalentamientos anormales.

1.9.6 ANÁLISIS DE FALLAS EN EL MOTOR UNIVERSAL

A pesar de las precauciones que se puedan tomar, losmotores universales, sufren averías, es decir, fallas ensu funcionamiento y deben repararse. En la mayoríade los casos, las averías se originan por circunstanciasfortuitas. Es necesaria, para la reparación, una previalocalización de la avería, utilizando para elloinstrumentos y métodos adecuados.

Para fines de análisis de fallas de un motor universal sedebe considerar que consta de cinco componentesprincipales que son:

• La fuente de tensión.• El cordón o el controlador.• Los carbones o el conmutador.• Los cojinetes.• Los devanados.

PROCESO DE LOCALIZACIÓN DE AVERIAS EN

APARATOS CON MOTOR UNIVERSAL

Cuando ocurre un problema en un motoruniversal, es necesario determinarprimero cual de estoscomponentes nofunciona. Paralocalizar averíasse le recomiendael siguienteproceso:

Paso 1

Cuando reciba el aparato que contenga el motoruniversal pregunte la posible causa de fallo del aparato.Escuche, anote y analice la información. Haga unarevisión general de aparato observándolo

Fig.1.75 Forma de realizar el derrubiado.

Tenga cuidado de no cortarse, de no raspar lossegmentos de cobre o causar cualquier otro daño.

Paso 4

Haga lo mismo con los demás espacios de mica.

Paso 5

Pula el conmutador con papel de lija fina para eliminarcualquier aspereza, es decir, que debe quedar libre derebabas.

Paso 6

Limpie el conmutador y su área de trabajo del polvillode mica y cobre.

1.9.5 MANTENIMIENTO DE LOSDEVANADOS

El cuidado de los devanados se limita a mantenerlossiempre limpios, utilizando en su limpieza periódicachorros de aire que se lanzan sobre las diversas partesde los arrollamientos, como se indica en el procesode limpieza del motor universal. La suciedad impide la

PROBLE

MAS EN

UN M

OTO

R



cuidadosamente. Si el motor huele a quemado y losdevanados se ven negros, este tendrá que rebobinarseo cambiar el devanado quemado por uno nuevo.

Paso 2

Si el motor no está quemado, pruebe el aparato en untomacorriente con una tensión acorde al aparato paraque esté protegido adecuadamente. Si el aparatofunciona correctamente, esto indica que no se estabautilizando en una tensión o tomacorriente apropiados.Si este no funciona adecuadamente, deberá observardonde puede estar la falla y desconectarinmediatamente.

Paso 3

Si la protección de su tomacorriente sedispara inmediatamente, significa que hayun cortocircuito.

Paso 4

Con el aparato desconectado mida la continuidad paraverificar circuitos abiertos en el cordón (alambre ocable de conexión a la red).

Paso 5

Si el cordón está en buen estado prosiga a medircontinuidad al controlador o interruptor de encendidoy apagado.

Paso 6

Observe el estado de los carbones y el conmutador.

Paso 7

Verifique el estado de los cojinetes, chumaceras obushings.

Paso 8

Verifique el estado de los devanados, tanto del estatorcomo del rotor.

PASOS

CORDONES Y CONTROLADORES

Los cordones y controladores de los aparatoselectrodomésticos y de herramientas eléctricas quees donde más se utiliza el motor universal, son laspartes que reciben el peor trato.

Los cordones son arrastrados alrededor de losmuebles, torcidos y estirados, pisados, se les jala enlugar de desconectar de la clavija (espiga) y son tratadoscomo un pedazo de cuerda. Además, se tiene la malacostumbre de desconectar la espiga antes de apagarel aparato con el controlador y esto causa que se dañeel cordón.

Recomiende siempre a las personas que utilizanestos aparatos que antes de desconectar el cordón,los apague con el controlador y halen de la espigay no el alambre. Además que traten con cuidadoel cordón y no lo coloquen en cualquier lugardonde pueda sufrir daños.

Los controladores son utilizados paraencender y apagar constantemente los

aparatos, es cierto que están diseñadospara esto, pero tienen un tiempo de vida

el cual no permite que sigan funcionando.

La falla del cordón y del controlador se puededeterminar midiendo continuidad con una lámpara deprueba o con el multímetro según lo aprendido en elmódulo de Mediciones Eléctricas Básicas.

LOCALIZACIÓN DE FALLAS EN EL DEVANADO DEL

ESTATOR

Las causas de falla en el devanado del estator o induc-tor pueden ser: un alambre roto, espiras en cortocircuito, falla a tierra y falsos contactos.

PROCESO DE CIRCUITOS ABIERTOS EN EL DEVANADO

DEL ESTATOR

Para la localización de un alambre roto o un circuitoabierto en el devanado del estator con una lámparade prueba, proceda de la siguiente forma (Fig. 1.76):



Paso 1

Desconecte los campos 1 y 2 del resto del circuito.

Paso 2

Quite el aislamiento de las conexiones.

Paso 3

Conecte una punta de su lámpara de prueba a unextremo del devanado del estator y la otra comomuestra la figura 1.76 en posición A.

Paso 4

En la posición A, verifique si hay continuidad en todoel devanado (devanados 1 y 2).

Paso 5

Cambie la punta de su lámpara de prueba a posición B.Aquí medirá la continuidad del devanado 2.

Paso 6

Si por ejemplo el devanado 2 tiene falla, la lámpara noencenderá aunque la coloque en las posiciones A o B.

Fig. 1.76 Localización de alambres rotos o cirucuitosabiertos en los devanados del estator. Si hay una rotura

en el devanado 2, la lámpara no encenderá ni en laposición A ni en la B.

PROCESO DE LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA

Para localizar una falla a tierra utilizando la lámparade prueba proceda de la siguiente forma:

Paso 1

Desconecte los campos 1 y 2 del resto del circuito.

Paso 2

Quite el aislamiento de las conexiones.

Paso 3

Vea la figura 1.77 y conecte una punta de su lámparade prueba a la carcasa del motor (3) y la otra en laposición A.

Paso 4

En la posición A, verifique si hay falla a tierra en eldevanado 1.

Paso 5

Cambie la punta de sulámpara de prueba aposición B. Aquí medirá si hayfalla a tierra en el devanado 2.

Paso 6

Si la lámpara prende o chispea, estoindica que hay falla.

Fig. 1.77 Localización de fallas a tierra en los devanadosdel estator. Los devanados se prueban por separado,

si la lámpara prende o chispea, esto indica que hay falla.

Para determinar si hay espiras en corto circuito, midala resistencia de cada bobina del devanado porseparado, debiendo tener estas el mismo valor.



LOCALIZACIÓN DE FALLAS EN EL ROTOR O INDUCIDO

Las causas de falla en el rotor o inducido pueden serfalla a tierra, corto circuito o circuito abierto.

PROCESO DE LOCALIZACIÓN DE FALLAS A TIERRA EN

EL INDUCIDO

Para localizar una falla a tierra o contacto a masa delrotor o inducido con la lámpara de prueba, procedade la siguiente forma:

Paso 1

Desmonte el inducido y colóquelo en una posiciónsegura, lista para realizar la medición.

Paso 2

Vea la figura 1.78 y conecte uno de los extremos de lalámpara de prueba a una delga del conmutador y elotro extremo al eje.

Paso 3

Si la lámpara se enciende o produce chispa, entonceshay una falla a tierra o contacto a masa.

Fig. 1.78 Localización de falla a tierra o contacto a masadel inducido. Si la lámpara se enciende o produce chispa,

entonces hay falla.

La falla a tierra o contacto a masa, muchas vecespodrá encontrarlos a simple vista. Estos contactos seforman, por lo general, en las esquinas de las ranurasal doblar las bobinas del inducido, o bien, dentro delas ranuras si alguna chapa del núcleo sobresale de las

demás y corta el aislamiento del conductor. Observecuidadosamente las esquinas de las ranuras,comprobando si las tiras aislantes de ellas se handeslizado, ocasionando algún contacto directo con elnúcleo; si tal cosa sucede, repare la avería, colocandoun trozo de tira aislante en el sitio averiado ysujetándolo al arrollamiento.

PROCESO DE LOCALIZACIÓN DE CORTOCIRCUITO

EN EL INDUCIDO

Para localizar cortocircuitos en el inducido con elGrowler y una hoja de sierra, proceda de la siguienteforma:

Paso 1

Coloque el inducido sobre el Growler (Fig. 1.79).

Paso 2

Conecte el Growler a la fuente de tensión.

Paso 3

Coloque la hoja de sierra en forma longitudinal sobreel inducido.

Paso 4

Si siente que la hoja de sierra vibra y escucha unzumbido, quiere decir que en la ranura superiorcorrespondiente hay una bobina en falla.

Paso 5

Si siente que la hoja de sierra no vibra, gire el inducidoy siga probando con las demás ranuras.

Fig. 1.79Localización de

cortocircuito en elinducido,

mediante Growlery hoja de sierra.



1.10 MAGNITUDES MECÁNICASY ELÉCTRICAS DE LOSMOTORES MONOFÁSICOS

El motor eléctrico es una máquina que transforma laenergía eléctrica en energía mecánica. Por lo tanto, usteddeberá comprender las magnitudes eléctricas ymecánicas, que se presentan al trabajarlos.

1.10.1 MAGNITUDES MECÁNICAS

En la sociedad moderna, altamente industrializada, seprecisan máquinas motrices de propiedades muyvariadas. Estas deben funcionar produciendo un

mínimo ruido y contaminar almínimo el ambiente. Por otrolado, es conveniente que suconstrucción sea compacta y sumanejo fácil. Además de que suprecio de adquisición no es

excesivo, deben trabajareconómicamente y con unmínimo mantenimiento.Según su campo de

aplicación se precisan de diversas potencias. Por otraparte, la gama de velocidades de giro es también muyamplia.

Para que emplee los motores eléctricos monofásicoscorrectamente, son de suma importancia susmagnitudes mecánicas, tales como:

• la velocidad de giro o frecuencia de giro,• el par y la potencia mecánica.

VELOCIDAD O FRECUENCIA DE GIRO

La velocidad de giro viene indicada enla placa de datos del motor y esta es

directamente proporcional a la frecuencia(HZ) de la red a la que está instaladoel motor e inversamente proporcional

al número de pares de polos delmotor. Si aumenta la frecuencia dered, aumenta la velocidad de giroy si aumenta el número de pares

de polos, disminuye dicha velocidad.Una de las formas para variar la velocidadde un motor monofásico de inducción es

empleado convertidor de frecuencia. El convertidorde frecuencia varía la frecuencia y la tensión para podermantener un par o una potencia constante.

En ocasiones es deseable tener un alto par en elarranque o conservar la potencia de salida constanteen cierto intervalo de velocidad. Estas y otrasmodificaciones pueden obtenerse variando la relaciónde voltaje sobre la frecuencia según se requiera.

Un motor de elevada velocidad de giro será másruidoso y sus elementos constructivos están sometidosa mayor desgaste. Cada parte del motor viene diseñadapara trabajar a las características nominales de la placade datos del motor. Debe tomar las medidas deseguridad especialmente al aumentarla demasiado,pueden ocurrir daños en las partes o desprendimientosde piezas y ocasionar un accidente.

En aplicaciones técnicas se emplean diversosdispositivos para medir la velocidad de giro. El mássencillo es el tacómetro de mano, con el que puedemedirse directamente la velocidad de giro, aplicandosimplemente el instrumento al eje de la máquina. Larotación se transmite mediante un embrague de gomao ruedecilla.

PAR MOTOR

El concepto de par motor o par de rotación esequiparable al de fuerza. Sin embargo, el términofuerza se emplea al hablar de movimiento rectilíneo,y el de par se utiliza en relación con un movimientorotatorio. El par es el movimiento de una fuerza, es

La velocidad de giro de un motor tambiénllamada frecuencia de giro, es igual alnúmero de revoluciones (vueltas) de rotoren un determinado tiempo y se mide enrevoluciones por minuto (r.p.m.).



decir, el producto de la fuerza por la longitud del brazode palanca se denomina par de la fuerza.

Los valores de par mas empleados en los motoresmonofásicos son el par de arranque y el par normalo a plena carga.

El par de arranque, conocido también como para rotor bloqueado, es el que desarrolla el

motor, al ser puesto en marcha. Esimportante que el par de arranque de

un motor sea adecuado, para poder moveruna carga de inercia elevada sin que el motor tienda afrenarse o sufrir calentamiento excesivo.

El par normal o a plena carga es el que desarrollael motor para proporcionar la potencia

nominal a la velocidad nominal a plenacarga.

POTENCIA

La potencia mecánica de un motor está determinadapor el par y la velocidad de giro.

M= Fx sM= Par motor en NmF = Fuerza en Newtons = Longitud del brazo de palanca en metros

P = (n x M) ÷ 9549P = Potencia mecánica del

motor en KWn = Velocidad de giro del motor

en r.p.m.M = Par motor en Nm9549 = constante

Para el uso de esta constante deberá trabajar en lasunidades de medida indicadas.

La potencia nominal viene indicada en la placa dedatos del motor y se indica en HP (Caballo de fuerza) oen KW (Kilovatios).

El motor desarrolla la potencia nominal en su eje cuando,se aplican el voltaje y frecuencia nominales en lasterminales del motor, con un factor de servicio de 1.0.

Cuando el motor trabaja a su potencia nominalcorrecta, se obtiene un costo total mínimo por eltrabajo realizado. Si el motor trabaja con unacarga mayor que la de su capacidad, estasobrecargado, y su vida útil se reduce. Cuando

trabaja constantemente con poca carga sedesperdicia la capacidad instalada del motor.

FACTOR DE SERVICIO

Cuando en la placa de datos de un motor se señala unfactor de servicio mayor de 1.0, este factor indica lacapacidad de sobrecarga del motor a la tensión yfrecuencia nominales.

Puede decirse que un motor con factor de servicio de1.15 tiene un margen en cuanto a su elevación detemperatura al 100% de carga, lo cual le permiteoperar con sobrecargas hasta del 115% sin excederla capacidad térmica de aislamiento. Sin embargo, debetener presente que el funcionamiento continuo dentrodel intervalo del factor de servicio hará que se reduzcala duración esperada del sistema de aislamiento.

1.10.2 MAGNITUDES ELÉCTRICAS

Casi todos los datos de placa se relacionan con lascaracterísticas eléctricas del motor, de manera que esimportante que lea siempre estos datos para poderinstalar correctamente un motor.



1 .P R O P I E D A D E SMAGNÉTICAS DE LOSMATERIALES

En grupos de 5 personas comprueben con un imán,las propiedades magnéticas de los siguientesmateriales: hierro dulce, acero, aluminio, cobre,bronce, plata, plástico, papel, madera y concreto.Tomen 15 minutos para que cada uno explique a losdemás integrantes de su grupo el comportamiento delos distintos materiales. Luego elaboren una tabla queindique el tipo de material y su respectivocomportamiento en una hoja de rotafolio y realicenuna exposición oral ante los demás grupos de trabajo.

VERIFICACIÓN LOS POLOSMAGNÉTICOS DE LA TIERRA

En grupos de 3 personas determinen el polo norte ypolo sur magnético de la tierra, utilizando una brújula.Observen el comportamiento de la brújula y verifiquenel resultado con un mapa de su región. Luego discutanel resultado con los demás grupos de trabajo.

APLICACIÓN DEL ELECTROIMAN

Elabore una lista de 10 accesorios que funcionen conelectromagnetismo y a la par describa el principio defuncionamiento y la función que realiza el electroimánen cada uno de los aparatos. Presente un reporte a sufacilitador.

FUNCIÓN DE LAS PARTES DELMOTOR UNIVERSAL

Forme grupos de 5 personas y nombre un expositor,tomando 15 minutos de trabajo en equipo, dibujen enuna hoja de papel rotafolio el esquema de un motoruniversal indicando el nombre de cada parte. Elexpositor deberá pasar frente a todos los demás gruposy explicar la función de cada una de las partes del motoruniversal.

MANTENIMIENTO PREVENTIVO DEUN MOTOR UNIVERSAL

En grupos de 3 personas elaboren un resumen delmantenimiento que debe realizarse a las partes de unmotor universal. Asimismo, describan el proceso deanálisis de las fallas de los componentes principales eindiquen las acciones correctivas que deben aplicarse.

TIPOS DE ESCOBILLAS Y BUSHINGS

Investigue en distribuidores locales de repuestos paramotores universales, los distintos tipos, marcas ycaracterísticas de escobillas (carbones) y de los bushing(bujes) que existen en el mercado. Elabore un listadode los mismos, escríbalos en una hoja de papel rotafolioy déjela en un lugar visible dentro del aula o tallerdonde se realiza la capacitación.

MEDIDAD DE SEGURIDAD PERSONALY PROTECCIÓN AMBIENTAL

Elabore un listado de las medidas de seguridad personaly de protección ambiental que usted considera quedeben tomarse durante la reparación de un motoruniversal, relacionadas al uso de equipo, herramientas,materiales e instalaciones de trabajo en la empresa.Luego escríbalas en una hoja de papel rotafolio y déjelaen lugar visible dentro del aula o del taller donde serealiza la capacitación.

2.

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1RESUMENU N I D A D

S e le llama magnetismo alconjunto de fenómenosinvisibles, capaces de realizar un

trabajo mecánico de atracción orepulsión. El magnetismo es producidopor el movimiento de partículas cargadasy lo manifiestan unos cuerpos llamadosimanes. Un imán es un cuerpo que atraehierro níquel y cobalto.

Todo imán tiene dos puntos opuestosllamados Polos del Imán. En estos dospuntos la fuerza magnética es máxima.

Los imanes se dividen en dos grandesgrupos que son los imanes naturales y losimanes artificiales.

De las fuerzas magnéticas resulta la leyde polos, la cual dice:Los polos de distinto nombre se atraen.Los polos de igual nombre se repelen.

En toda región que rodea a un imán,existe un campo magnético invisible, quese representa mediante líneas llamadasLíneas de campo magnético. Las líneasdel campo magnético van del Polo Norteal Polo Sur, en el exterior del imán, y delPolo Sur al Polo Norte, en el interior delimán.

Generalmente se fabrican aleaciones paraaumentar la permeabilidad, como porejemplo el acero al silicio, del que sonfabricadas las chapas paratransformadores.

La permeabilidad es la capacidad de un material deconcentrar las líneas de fuerza magnética.

El electromagnetismo es la relación entre laelectricidad y el magnetismo. Alrededor de unconductor por el que circula una corriente eléctricase forma un campo magnético. Su campo magnéticoconsiste en líneas de fuerza circulares, en planosperpendiculares a la corriente.

Si la corriente fluye hacia el observador, esto se indicacon un punto en la sección del conductor (.), si lacorriente se aleja del observador, se indica con unaequis (X).

La espira que forma el conductor se comporta comoun imán. En una bobina los campos de las espiras danlugar a un campo magnético total. En el interior de labobina las líneas de campo son paralelas y tienen lamisma densidad. El campo allí es homogéneo.

El motor universal es un motor monófasico condevanados en el estator y rotor, conectados en serie,que opera de igual forma, conectado a una fuente decorriente directa o alterna. Desde un punto de vistamecánico, consta de: estator (parte fija), rotor (partegiratoria) y dos escudos o tapaderas. Desde el puntode vista eléctrico consta de inductor e inducido.

El cambio de giro de rotación en un motor universalse realiza conmutando la conexión de las escobillas outilizando un devanado de conmutación.

La variación de velocidad del motor universal se puederealizar, utilizando diodos, resistencias fijas, reóstatos,autotransformadores, etc.

El valor de la tensión que aparece en la placa de datosdel motor es la de diseño, que debe ser medida en lasterminales del motor y no la de la línea.

Las tensiones comunes para los motores monofásicosde inducción son 120 y 220 voltios.



INTENSIDAD DE LA CORRIENTE

El amperaje mostrado en la placa dedatos del motor es la corriente

nominal, que indica la intensidad de la corriente quetoma el motor, al voltaje y frecuencia nominales,cuando funciona a plena carga.

Cuando el motor consume menos corriente que lanominal o de placa, no se está utilizando a su máximapotencia, no hay problema de calentamiento y noexisten daños. Sin embargo, cuando consume más, estásobrecargado o existe cualquier otra falla. Si se elevael amperaje, desconéctelo inmediatamente para queel motor no sufra daños.

La intensidad de la corriente nominal o de placa de losmotores, depende de la potencia y del voltaje para laque están diseñados.

FRECUENCIA

Los hertz (Hz) de la placa de datos del motor indicanla frecuencia de la red de alimentación a la que debeconectarse el motor.

La frecuencia mas común para la que vienen fabricadoslos motores es de 60 hertz en América y de 50 hertzen Europa.

El mantenimiento preventivo del motor universal seefectúa principalmente en el cambio de los cojineteso bushings (bujes), en el cambio de los carbonescuando estos se desgastan y en la limpieza delconmutador.

Las fallas principales en el motor universal ocurren enel cordón de alimentación y el controlador. Cuandono se ha efectuado un mantenimiento preventivo lasfallas ocurren también en el conmutador, los cojineteso bujes y en los devanados.

Las magnitudes mecánicas principales de los motoreseléctricos son: la frecuencia de giro o velocidad de giro(rpm), el par motor (M), la potencia (P) en caballo defuerza o kilovatios. Las magnitudes eléctricasprincipales son: la tensión eléctrica, la intensidad de lacorriente eléctrica y la frecuencia en Hz.



DE LAPRIMERA UNIDAD

1. El magnetismo se produce enlos átomos gracias a dosmovimientos deque efectúan los electrones.

a) Rotación y traslaciónb) Rotación y avancec) Traslación y giratoriod) Avance y alterno

2. A los extremos del imán en donde la fuerzamagnética es máxima se les denomina:

a) Extremos magnéticosb) Polos geográficosc) Polos norte y surd) Polos neutros

3. Forma en la que se encuentran los imaneselementales cuando un material no está imantado.

a) Ordenados de norte a surb) En desordenc) A elevada temperaturad) Orientados según el norte de la tierra

4. Sentido en que discurren las líneas de Campomagnético, en el exterior de un imán.

a) Del polo sur al polo norteb) No tienen un sentido definidoc) En línea rectad) Del polo norte al polo sur

5. Conjunto de todas las líneas de fuerza del campomagnético que puede considerarse salen al exterior,procedentes de un extremo de un imán.

a) Densidad de flujo magnéticob) Flujo magnéticoc) Permeabilidadd) Densidad de campo magnético

6. Aparece alrededor de un conductor eléctrico,cuando éste es recorrido por una corriente eléctrica.

a) Corriente eléctrica contrariab) Espectro electromagnéticoc) Campo eléctricod) Campo magnético

7. Forma en la que están dispuestos los imaneselementales en un material magnéticamente saturado.

a) Todos están orientadosb) La mayoría están orientadosc) Todos están en desordend) Están ordenados por pares

8. El flujo magnético producido por una bobinarecorrida por una corrienteal introducirse un núcleo de hierro.

a) Disminuye totalmenteb) Se mantiene constantec) Aumentad) Se neutraliza con el núcleo de hierro

9. Ley de indica, que la corrienteinducida por el movimiento de un conductor en uncampo magnético tendrá un sentido tal, que se oponeal movimiento que originó dicha corriente.

a) Ohmb) Wattc) Lenzd) Kirchhoff

10. Parte pequeña de magnetismo que queda en elnúcleo de hierro de una bobina por la que se hacecircular una corriente después de desconectarla.

a) Sobranteb) Remanente o residualc) Equipotenciald) Nula

11. Al motor eléctrico monofásico con devanados enel estator y rotor, conectados en serie que opera de



igual forma, conectado a una fuente de corrientedirecta (CD) o de corriente alterna (AC) se le llamaMotor.

a) De fase partidab) Con capacitorc) Trifásicod) Universal

12. Parte del rotor de un motor universal, marcadacon el número 1 en la figura.

1

a) Núcleob) Ejec) Devanadod) Conmutador

13. Partes principales del motor universal desde elpunto de vista mecánico.

a) Estator, rotor y tapaderasb) Inductor, inducido y colectorc) Devanados, conmutador y colectord) Cojinetes, rotor y carbones

14. Material que aisla las delgas unas de otras y del ejede un rotor.

a) Micab) Ventiladorc) Plásticod) Esmalte

15. El devanado excitador y el devanado del inducidode un motor universal están conectados en:

a) Paralelob) Seriec) Deltad) Estrella

16. Sucede cuando conecta un motor universal a sutensión nominal y previamente le conmuta lasconexiones de los carbones o escobillas.

a) El motor gira mas rápidob) El motor ya no girac) El motor cambia de sentido de girod) El motor se quema

17. Elementos con los que se puede variar la velocidadde un motor universal son:

a) Interruptor, conmutador y devanadob) Autotransformado, reóstato y diodoc) Fusible, conmutador y termostatod) Termostato, interruptor y fusible

18. Las escobillas o carbones mal adaptados en elcolector del motor universal causan:

a) Chispas y fuegob) Suciedadc) Aislamiento y grasad) Cortocircuito

19. En la siguiente figura, si la lámpara no se enciendeen la posición A, pero si en la posición B, esto le indicaa usted que:

a) Existe un rotura en todo el devanadob) Existe una rotura en el devanado 1c) Existe una rotura en el devanado 2d) No existe rotura en todo el devanado



20. En la siguiente figura, si la lámpara se enciende oproduce chispa, le indica a usted que en el inducido:

a) Existe una falla a tierra o contacto a masab) No existe fallac) Las delgas están en cortocircuitod) Las bobinas están en cortocircuito

21. Unidad de medida en la que viene indicada lapotencia de los motores eléctricos.

a) Caballos de fuerzab) Voltioc) Amperiod) r.p.m


INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO DEL MOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓN

UNIDAD 2

INSTALACIÓN Y MANTENIMIENTO

DEL MOTOR MONOFÁSICODE INDUCCIÓN

OBJETIVOS DE LA UNIDAD

Con el contenido de esta unidad, usted será competente para:

Instalar Motores Monofásicos de Inducción de acuerdo a procesos técnicos establecidos,medidas de seguridad y protección ambiental.

Conectar Motores Monofásicos de Inducción de acuerdo a procesos técnicosestablecidos, medidas de seguridad y protección ambiental.

Proporcionar mantenimiento correctivo a Motores Monofásicos de Inducción deacuerdo a procesos técnicos establecidos, medidas de seguridad y protecciónambiental.

Realizar el montaje de Motores Monofásicos de Inducción de acuerdo a procesostécnicos establecidos, medidas de seguridad y protección ambiental.



su eje magnético y conectado en paralelo con eldevanado de trabajo.

2.1.2 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTODEL MOTOR DE FASE PARTIDA

El objeto del devanado auxiliar también llamadode arranque, es conseguir el arranque delmotor monofásico. Para ello es preciso que losflujos magnéticos engendrados por los dosdevanados (auxiliar y de trabajo) del estatorestén desplazados en el espacio y desfasados

en el tiempo. La primera condición se cumpledisponiendo geométricamente cada devanado en

posición adecuada con respecto al otro, 90 gradosen el estator.

La segunda condición se logra variando laresistencia y la reactancia inductiva deldevanado auxiliar.

Para obtener una diferencia de fases entre dosdevanados conectados en paralelo, ambosdevanados tendrán que diseñarse de tal manera

que su resistencia óhmica y su reactancia seantan diferentes como sea posible.

La resistencia de un devanado es directamenteproporcional al número de espiras. Si el número deespiras en el devanado auxiliar se reduce, su reactanciase hace menor que la del devanado de trabajo, y si seutiliza un conductor más delgado se incrementa laresistencia, con lo cual la corriente en las dos ramas sedesfasa en un ángulo suficiente para obtener el par dearranque necesario.

La Figuras 2.2 y 2.3 muestra en forma esquemática larelación entre las corrientes en ambos devanados demotor de fase partida. La corriente en el devanadoauxiliar tendrá respecto al voltaje aplicado V un ángulode atraso menor que el correspondiente a la corrienteIt que circula por el devanado de trabajo, de modoque el ángulo a entre ambas corrientes tenga un valoradecuado. Una diferencia de fases entre devanado detrabajo y de arranque de 25 a 30º suele dar resultadossatisfactorios.

2 MOTORES MONOFÁSICOSDE INDUCCIÓN

Los Motores monofásicos que trabajan con corrientealterna, son los de inducción (rotor jaula de ardilla)llamados de fase partida, los de capacitor de arranquey los de rotor bobinado, llamados de repulsión.

2.1 MOTOR DE FASE PARTIDA

El motor de fase partida es un motor de corrientealterna de potencia equivalente a una fracción decaballo, que se emplea para accionar aparatos comolavadoras, quemadores de aceites pesados, pequeñasbombas de agua, taladros, sierras para madera, etc.

Este tipo de motor se conecta normalmente a una redmonofásica de alumbrado o de fuerza, y se utilizacuando el par de arranque necesario es moderado.

Fig. 2.1 Motor de Fase Partida

2.1.1 DEFINICIÓN DE MOTOR DE FASEPARTIDA

La “National Electrical Manufactures Association”(NEMA) define el motor de fase partida en estostérminos: Motor de inducción monofásico provistode un devanado auxiliar desplazado magnéticamenterespecto al devanado de trabajo y conectado enparalelo con este último. La American StandarsAssociation (ASA) en su definición para un Motor defase partida lo cataloga como un motor de inducciónmonofásico con un devanado auxiliar desplazado en

11111

22222



Fig. 2.2 Esquema de las Intensidades que circulan en unmotor de fase partida.

IL = Intensidad de línea.Ia = Intensidad de arranque.It = Intensidad de trabajo.VL = Voltaje de línea.

Fig. 2.3 Angulo entre las corrientes en un motor de fasepartida.

V = Voltios.Ia = Intensidad de arranque. It = Intensidad de trabajo. a = Angulo de desfase,

El devanado auxiliar está hecho de un conductormucho más delgado que el del devanado de trabajo yconduce una corriente de intensidad comparable

mayor. Para evitar que el devanado auxiliar sesobrecaliente, es de comprender que sólo sirve paraarrancar el motor, por lo tanto, se le retira del circuitouna vez que el rotor ha alcanzado cierta velocidad.

El sistema de fase partida es por tanto un medioeconómico de obtener el par de arranque necesariode un motor de inducción monofásico, y por tal motivoeste tipo de motor es uno de los más utilizados. Cabemencionar que el par que puede obtenerse con estetipo de motor es relativamente reducido, puesto queestá limitado por el ángulo de desfasamiento entre lacorriente del devanado de trabajo y la del devanadoauxiliar, y este valor no puede incrementarse mas alláde cierto límite. Por esta causa, en algunas aplicacionesque requieren un elevado par inicial es necesarioutilizar un motor de arranque por capacitor.

Para tener una idea de las magnitudes que intervienenenseguida se examinan los datos de diseño de un motorde fase partida de 1/3 hp, cuatro polos, 1725 rpm,120 V y 60 Hz. En este motor se utiliza un volumende hierro en el núcleo de casi 900 cm cúbicos, lo queequivale al material activo necesario para un motortrifásico de 1/2 hp. Esto es indicativo del mayorcontenido de material que se requiere en un motormonofásico.

El devanado de trabajo consta de 316 espiras dealambre magneto de cobre calibre 17 (de 1.2 mm dediámetro), con un peso total de 0.690 kg, en tantoque el devanado auxiliar está constituido por 212espiras de alambre magneto de cobre calibre 23 (de0.617 mm de diámetro) y con un peso total de apenas0.136 kg.

Este motor desarrolla un par de arranque equivalenteal 196% del nominal, y un par máximo del 264%, loque resulta satisfactorio en la mayor parte de lasaplicaciones.

2.1.3 PARTES DEL MOTOR DE FASEPARTIDA

Este motor consta de cuatro partes principales queson:



1. Una parte giratoria, llamada rotor.

2. Una parte fija, llamada estator

3. Dos escudos o placas terminales sujetos a lacarcasa del estator mediante tornillos opernos.

4. Un interruptor centrífugo, dispuesto en elinterior del motor.

chapas. La tercera esel arrollamientollamado “de jaula deardilla” (Fig. 2.6),que consiste en unaserie de barras decobre de gransección, alojadas ensendas ranurasmediante dos gruesosaros de cobre,situados una a cadaextremo del núcleo.En la mayoría de losmotores de fasepartida el arrollamiento rotórico es de aluminio y estáfundido de una sola pieza. De este tipo es el rotorque aparece en la figura 2.5.

Fig. 2.4 Esquema de conexiones de un motor de fasepartida y partes (Simbología Europea)

1. Rotor o inducido.2. Estator.3. Devanado auxiliar o de arranque.4. Devanado de trabajo o de régimen.5. Interruptor centrífugo.6. Placa de bornes con nomenclatura de bornes U,V,W,R,T,Z.

ROTOR

El rotor (Fig 2.5) se compone de tres partesfundamentales. La primera de ellas es el núcleo,formado por un paquete de láminas o chapas de hierrode elevada calidad magnética. La segunda es el eje,sobre el cual va ajustado a presión el paquete de

ROTORtiene 3 partesfundamentales

El núcleo

El eje

Arrollamientollamado “de jaula de

ardilla”

Fig. 2.5 Rotor tipo jaula de ardilla.

Fig. 2.6 Jaula de Ardilla de un rotor de motor deinducción.



ESTATOR

El Estator se compone de un núcleo de chapas deacero con ranuras semicerradas, de una pesadacarcasa de acero ode fundición dentrode la cual estáintroducido a presiónel núcleo de chapas, yde dos devanadosde hilo de cobreaislado alojados en lasranuras y llamadosr e s p e c t i v a m e n t edevanado de trabajoy devanado auxiliar. Aldevanado de trabajotambién se le da losnombres de devanadoprincipal y devanadode régimen. Al devanado auxiliar también se le da elnombre de devanado de arranque. La Figura 2.7muestra el aspecto exterior de un estator, y la Figura2.8 el esquema de ambos devanados. En el instantedel arranque están conectados uno y otro a la red dealimentación; sin embargo, cuando la velocidad delmotor alcanza un valor prefijado el devanado dearranque es desconectado automáticamente de la redpor medio de un interruptor centrífugo montado enel interior del motor.

ESTATORse compone de

El núcleo dechapas de acero

Una carcasa de acero

2 devanadosde hilo de cobre

Fig. 2.7 Estator de motor de fase partida.

A. Devanado Auxiliar o de Arranque.B. Devanado de trabajo de régimen o principal.

Fig. 2.8 Esquema de los devanados de un motor de fasepartida.

ESCUDOS O PLACAS TERMINALES

Los escudos o placas terminales están fijados a lacarcasa del estator por medio de tornillos o pernos;su misión principal es mantener el eje del rotor enposición invariable. Cada escudo tiene un orificiocentral previsto para alojar el cojinete, ya sea de bolaso de deslizamiento, donde descansa el extremocorrespondiente del eje rotórico. Los dos cojinetescumplen las siguientes funciones: sostener el peso delrotor, mantener a éste exactamente centrado en elinterior del estator, permitir el giro del rotor con lamínima fricción y evitar que el rotor llegue a rozarcon el estator.

INTERRUPTOR CENTRÍFUGO

El interruptor centrífugo va montado en el interior delmotor. Su misión es desconectar el devanado auxiliaro de arranque en cuanto el rotor ha alcanzado unavelocidad predeterminada. El tipo más corrienteconsta de dos partes principales, un fija (Fig. 2.9),y otra giratoria. La parte fija esta situada por lo general,en la cara interior del escudo frontal del motor y llevados contactos, por lo que su funcionamiento es análogoal de un interruptor unipolar, en algunos motoresmodernos la parte fija del interruptor está montada



en el interior del cuerpo del estator. La parte giratoriava dispuesta sobre el rotor.

En otro tipo de interruptor centrífugo, más antiguo, laparte fija está formada por dos segmentossemicirculares de cobre, montados en la cara interiordel escudo frontal y aislados uno de otro. La partegiratoria se compone de tres láminas de cobre quedeslizan sobre el borde de los segmentos durante lafase de arranque. Ambas partes se ha representadoen la Figura 2.11, Mientas el motor arranca, las tresláminas permanecen en contacto con los segmentos ylos cortocircuitan, con lo cual el devanado de arranquequeda conectado a la red, En cuanto el rotor alcanzaaproximadamente el 75% de su velocidad de régimen,la fuerza centrífuga hace que se levanten las láminas yéstas, al separarse de los segmentos, desconectan eldel devanado de arranque.

Fig. 2.9 Parte fija del interruptor centrífugo, montadosobre la placa de bornes.

El funcionamiento de un interruptor centrífugo es elsiguiente (Fig. 2.10): mientras el rotor está en reposoo girando a poca velocidad, la presión ejercida por laparte móvil del interruptor mantiene estrechamentecerrados los dos contactos de la parte fija. Cuando elrotor alcanza aproximadamente el 75% de suvelocidad de régimen, la parte giratoria cesa depresionar sobre dichos contactos y permite por tantoque se separen, con lo cual el devanado auxiliar o dearranque queda automáticamente desconectado de lared de alimentación.

Fig. 2.10 Funcionamiento del interruptor centrífugo.

A) Contactos cerrados durante el arranque.B) Los contactos se abren al llegar al 75% de la

velocidad de régimen.

Fig. 2.11 Partes giratoria y fija de un interruptorcentrífugo de tipo antiguo.

Existen ciertas aplicaciones, por ejemplo loscompresores herméticos para refrigeración, en los queno sería factible tener un interruptor centrífugo dentrodel motocompresor. En este caso se extraen las tresterminales del motor y se instala un relevador (relé)electromagnético externo para desconectar eldevanado auxiliar. En el tipo de relevador accionadopor corriente (Fig. 2.12), se tiene una bobina de controlB en serie con el devanado de trabajo, que acciona unjuego de contactos (c-c) normalmente abiertosintercalado en el circuito del devanado auxiliar. Cuandose aplica el voltaje de línea al devanado de trabajo, lacorriente de arranque que toma es elevada y el campomagnético que se genera en la bobina B es lo bastante



intenso para atraer el núcleo (n) hacia arriba y cerrarlos contactos (c-c), alimentando así al devanado. Unavez que el motor se ha puesto en marcha, la corrienteque toma el devanado de trabajo será apenas 1/5 o 1/6de la inicial, y por tanto la fuerza que ejerce la bobina(B) sobre el núcleo (n) ya no es capaz de retenerlolevantando en la parte superior, de modo que loscontactos se abren al bajar el núcleo. Generalmentela bobina B actúa contra la gravedad, por lo que elrelevador debe instalarlo en posición vertical, auquehay algunos diseños de relés que mediante un resortepueden operar en cualquier posición.

Fig. 2.12 Motor de fase partida con relevador dearranque del tipo corriente.

En años recientes se han desarrollado interruptoresde tipo electrónico (interruptor de estado sólido) parael arranque de motores monofásicos. El tipo máscomún consiste en un dispositivo triac con un circuitode control que permite discriminar entre lascondiciones de arranque y de marcha. Para evitar laposibilidad de resonancia debido a la carga inductivaque presenta el devanado auxiliar, la capacidad del triacse puentea con un resistor de resistencia no lineal. Estetipo de interruptor tiene la ventaja de que la adiciónde un segundo triac permite invertir el sentido derotación del motor sin detener su marcha.

Fig.2.13 Motor de fase partida con interruptor dearranque de estado sólido.

2.1.4 INVERSIÓN DEL SENTIDO DEGIRO DEL MOTOR DE FASE PARTIDA

La inversión del sentido de giro resulta una operaciónmuy sencilla en un motor de fase partida, pues bastaque permute la conexión de los terminales (T) deldevanado de trabajo o del devanado de arranque, LaFig. 2.14 muestra esquemáticamente el mismo motorrepresentado en la Fig. 2.15, pero con la conexión delos terminales del devanado de arranque permutada.

Fig. 2.14 Motor de fase partida con conexión deldevanado de arranque (auxiliar) para giro a la derecha.

Fig. 2.15 Motor de fase partida con conexión deldevanado de arranque (auxiliar) para giro a la izquierda.



La mayoría de los motores de fase partidallevan una placa de bornes montada sobreuno de los escudos. En ve de hacer salirlos terminales de los devanados al exterior,estos se conectan a sus respectivos bornes de laplaca. En motores de este tipo, la parte fija delinterruptor centrífugo suele estar tambiénmontada sobre la citada placa. Para que inviertael sentido de giro de un motor con una solatensión de servicio, provisto de placa, permutela conexión a los bornes de los terminales deldevanado auxiliar o permute la conexión a losbornes de los terminales del devanado detrabajo.

A veces es necesario conectar el motor demanera que gire siempre en un solosentido, por regla general en sentidocontrario al de las agujas del reloj (mirandoel motor por el extremo opuesto al deaccionamiento). Esto puede conseguirsefácilmente recordando que el sentido de giro es elindicado por la sucesión de un polo del devanado detrabajo. La explicación de esto es que el campomagnético del devanado auxiliar se genera antes queel del devanado de trabajo. Por consiguiente, todosucede como si el campo magnético girase desde unpolo del devanado auxiliar hacia el polo máspróximo y de igual signo del devanado de trabajo.Como el rotor es arrastrado por el campomagnético giratorio, su sentido de rotacióncoincide con el de éste.

Resulta, pues, fácil conectar los devanados de trabajoy auxiliar de modo que se consiga un determinadosentido de giro en el motor.

2.1.5 CONEXIÓN DE UN MOTOR DE FASE PARTIDA PARA DOS TENSIONES DE SERVICIO

Algunos motores de fase partida vienen para funcionara dos tensiones de servicio, generalmente 120 y 220voltios alternos. Es importante, que realice lasconexiones adecuadas en la placa de bornes del motor

para la red de alimentación a la que se va a conectar elmotor de fase partida.

La Figura 2.16 le muestra un motor de fase partidapara dos tensiones de servicio, las conexiones seefectúan para que funcione a 120 V y con un sentidode giro hacia la izquierda. Note que el motor posee

dos devanados de trabajo, los que le servirán paraque funcione con una u otra tensión. Para que el

motor funcione con 120 V, conecte estos dosdevanados en paralelo. Para que funcione a 220 V,conéctelos en serie. (Fig. 2.17). Si desea cambiar elgiro del motor basta con permutar T5 y T8.

Fig. 2.16 Motor de fase partida previsto parafuncionar con dos tensiones de servicio distintas.

La conexión esta para que funcione con 120 V y congiro a la izquierda.

A. Devanado de trabajo, parte 1.B. Devanado de trabajo, parte 2.C. Devanado auxiliar o de arranque.

Fig. 2.17 Designación y conexión de los terminales en unmotor de fase partida para dos tensiones de servicio. En la

parte de arriba para 120 V y abajo para 220 V.



Fig. 2.18 Esquema que muestra la disposición y conexiónde los devanados en un motor tetrapolar de fase partida,

previsto para dos tensiones de servicio. El esquemareproduce las conexiones para la tensión más baja (120 V)

y un sentido de giro a la izquierda.

A. Devanado de trabajo, parte 1.B. Devanado de trabajo, parte 2.C. Devanado auxiliar o de arranque.

2.2 CÁLCULO DE CONDUCTORESPARA MOTORES MONOFÁSICOSDE INDUCCIÓN

Al realizar el cálculo de conductores se debe tomaren cuenta dos situaciones:

1. El consumo de corriente del motor a plena carga.2. La distancia a la que se encuentre el motor del

centro de carga o alimentación.

El consumo de corriente de un motor lo sabrá,inspeccionando la placa de datos o bien realizando elcálculo con la fórmula siguiente.

I = HP * 746 V * % Ef * Fp

En donde:

HP = Potencia en caballos de fuerza. V = Voltaje.% Ef = Eficiencia en por ciento. Fp = Factor de Potencia. I = Intensidad en amperios. 746 = Constante de conversión.

Cuando la distancia del motor al centro de carga oalimentación no exceda a los 15 metros de longitud,no tome en cuenta la caída de tensión, ya que esta esdespreciable.

El material mas utilizado para los conductoreseléctricos es el Cobre Cu.

Los motores eléctricos monofásicos de inducción nose fabrican en potencias grandes ya que mientras másgrande sea el motor, mayor corriente tomará de lared, resultando muy caro su funcionamiento.

En la tabla 2.1 observará las capacidades de carga,secciones y calibres de conductores comúnmenteutilizados en la instalación de motores eléctricosmonofásicos, esta tabla le ayudará para seleccionar elconductor adecuado.

Recuerde que no todos los conductores tienen elmismo material de aislamiento, por lo que no se puedeutilizar el mismo tipo de conductor en todas lasinstalaciones, ya que los ambientes a los que sonsometidos los motores eléctricos no son iguales.

Ejemplo:

Calcule el conductor para conectar un motormonofásico de CA de 10 HP que opera a 220 Voltios,con una eficiencia del 90 % y un factor de potencia de0.85.

Solución:

Averigüe la Intensidad de la corriente de este motor.

I = HP * 746 V * % Ef * Fp

I = 10 * 746 220* 0.9 * 0.85

I = 44.32 Amperios.



Respuesta:

Aproximadamente 45 Amperios.

La corriente a plena carga es de 45 Amperios.

Según el tipo de aislamiento del conductor a utilizar yel tipo de canalización o al aire libre, seleccione el No.de conductor.

Respuesta

Si fuera TW en conduit utilizaría un No. 6.Si fuera THW en conduit utilizaría un No. 8.Si fuera THHN en conduit utilizaría un No. 8.

Cuando la distancia excede a los 15 metros del centrode carga o del alimentador, simplemente utilice laformula:

A = 2 * l * I * Cos j U% * k

En dónde:

l = Longitud en metros. I = Intensidad de la corriente en amperios.Cos j = Factor de potencia. k = Conductividad. A = Sección en mm2.

U % = Caída de tensión en porcentaje.

Nota:Para instalaciones eléctricas se acepta el 3 %de caída de tensión.

Para instalaciones eléctricas de motores monofásicosse acepta el 1.5% de caída de tensión.

Ejemplo:

Calcule el conductor que utilizará al conectar un motormonofásico de CA, de 3 HP que opera a 220 Voltios

con una eficiencia del 90 %, y un factor de potenciade 0.85. El motor está a una distancia de 20 metrosdel centro de carga.

Solución:

Calcule el 1.5 % de caída de tensión admisible.Esto puede calcularlo muy fácilmente con una reglade tres.

220 Voltios ____ 100 % X ____ 1.5 %

230 Voltios es el voltaje medido en el alimentador ocentro de carga.

220 * 1.5 100

U% = 3.3 Voltios

Con la fórmula

I = HP * 746 V * % Ef * Fp

Averigüe la Intensidad de la corriente del motor.

I = 3 * 746 220 * 0.90 * 0.85

I = 13.30 Amperios.

Con la fórmula

A = 2 * l * I * Cos ø U% * k

Averigüe el No. del conductor.

A = 2 * 20 * 13.30 * 0.85 3.3 * 56

A = 2.44 mm2



La sección que debe utilizar es de 2.44 mm2.Observe en la tabla 2.4.1 ¿cuál de todos los conductorescumple con tener una sección de 2.44 mm2 o más?.

Respuesta:

La sección del conductor que debería utilizares la del calibre No. 12

Tabla 2.1 Tabla de capacidad de cargade conductores según aislamiento y

temperatura.

2.3 INSTALACIÓN DE UN MOTORDE FASE PARTIDA

En el artículo 430 NEC y en las normas NEMA sepresentan los requisitos eléctricos para la instalaciónde motores así como recomendaciones para suscontroles.

Es necesario que compruebe que el voltaje y lafrecuencia sean los especificados para el motor. Lascaracterísticas del suministro deben corresponder alos valores señalados en la placa de datos del motor,como sigue:

• Voltaje: variación de ± 10 % respecto del valorindicado en la placa de identificación.

• Frecuencia: variación de ± 5 % respecto del valorseñalado en la placa.

• Voltaje y frecuencia en conjunto: no deben variarmás del 10 % (suponiendo que la frecuencia anteriorvaría menos del 5 %) respecto a los valores de laplaca.

CALIBRE DIÁMETRO EN CAPACIDAD DE CORRIENTE A 30 °Cmm CON AISLANTE

No. mm2 TW THW THHN TW THW THHN CONDUIT AIRE CONDUIT AIRE CONDUIT AIRE

14 2.08 3.38 4.14 2.77 20 25 20 30 25 3512 3.31 3.86 4.62 3.24 25 30 25 35 30 4010 5.26 4.47 5.23 4.09 30 40 35 50 40 558 8.37 5.99 6.76 5.40 40 60 50 70 55 806 13.3 7.72 7.72 6.34 55 80 65 95 75 105

Una vez que halla determinado que el voltaje y lafrecuencia son correctos, conecte las terminales en elmotor. Las conexiones de los devanados del estatordebe hacerlas como se indica en el diagrama deconexiones de la placa de identificación o en lasinstrucciones que se reciben junto con el motor, obien conforme a lo indicado en el interior de la tapade la caja de terminales. Los problemas con lasconexiones de terminales se debe al hecho de que, enocasiones, los conductores del circuito derivado sondel tamaño diferente del de los conductores terminalesdel motor. El tamaño de los conductores del circuitoderivado se determinan conforme al NEC con baseen la corriente de plena carga del motor, y seincrementa cuando es necesario reducir la caída devoltaje. Para los conductores del motor se permitemayor capacidad de conducción de corriente, dadoalgún calibre AWG, que para los conductoresequivalentes del circuito derivado, porque estánexpuestos al aire que circula dentro del motor.



PROCESO DE INSTALACIÓN DE UN MOTORMONOFÁSICO CON ARRANCADORMANUAL

Los motores eléctricos deben conectarse a la red dealimentación por medio de un dispositivoque permita su arranque y parada en elmomento deseado.

La forma de conectar un motor concontrol manual es la siguiente.

Paso 1


Paso 2

Asegure la base portafusibles, el interruptor, el motory la tubería, como se observa la Figura 2.19

Paso 3

Conecte la protección:

•Desconecte la alimentación, bajando el interruptortermomagnético y asegúrese de que nadie lo suba,

colocando un rótulo o candado al panel.

•Conecte fusibles a la red de alimentación.

•Conecte las salidas de los fusibles alarrancador.

•Al conectar las bases portafusibles cuide de quelas líneas de alimentación queden en el lugar

correcto, para evitar golpes eléctricos al cambiarfusibles.

Fig. 2.19 Montaje de accesorios para la instalación de unmotor de fase partida con arrancador manual.

1. Base portafusibles.2. Fusibles.3. Interruptor.4. Conectores ducton.5. Tubo ducton.6. Alambre.7. Motor de fase partida.

Fig. 2.20 Esquema de conexión para instalación de unmotor de fase partida.

Paso 4

Conecte el arrancador:

Conecte las líneas que vienen de los fusibles a losbornes marcados con “L 1 y L 2 “(entrada delarrancador).



Conecte la línea neutra al borne marcado con “N ” oa la carcasa del arrancador.

Paso 5

Conecte motor:

Verifique que la conexión del motor y los datos deplaca coincidan con el voltaje de la fuente dealimentación que se está utilizando para la instalación.

Conecte las líneas “T 1 y T 2” del arrancador a losbornes de entrada del motor.

Conecte la línea “N” del arrancador a la carcasa delmotor.

Paso 6

Compruebe las conexiones.

Compare las conexiones que efectuó con su d i a g r a m a:

Asegúrese de que no existan falsos contactos.

Paso 7

Energice circuito.

Coloque fusibles.

Suba el interruptor termo magnético de su fuente dealimentación.

Mida tensión en la salida de los fusibles.

Mida tensión en la entrada del arrancador.

Accione arrancador.

Observe que el motor arranca correctamente y sequeda funcionando sin producir ruidos extraños, nisacando humo.

Mida intensidad de corriente con amperímetro degancho en las líneas de alimentación.

Mida velocidad de giro con tacómetro en el eje delmotor.

Compare las lecturas obtenidas con las indicacionesde la placa de características o placa de datos del motor.

Pare el motor desactivando el arrancador.

Paso 8

Desconecte material y equipo utilizado.

Paso 9


2.3.1 MONTAJE DE MOTORES ELÉCTRICOS

Muchos de los problemas que se presentan en losmotores, tienen su origen en la forma en que soninstalados. En muchos casos, el cimiento o la placa debase están mal diseñados, mal construidos, o ambascosas. El resultado inevitable es vibración desalineaciónde los ejes (flechas), daños a los cojinetes e inclusoruptura del eje o de la armazón o carcasa, lo cual sueleacarrear, además, una grave falla eléctrica.

Si el motor va a montarlo sobre una base de concreto(hormigón), es esencial que el cimiento sea rígido a finde minimizar las vibraciones y la desalineación duranteel funcionamiento. Los cimientos deben ser deconcreto macizo, con sus fundamentos a suficienteprofundidad para que descansen sobre una sub-basefirme.

El concreto puede colarlo sobre el suelo, aceroestructural o los pisos del edificio, siempre que el pesototal del motor, máquina impulsada y cimientos noexceda la capacidad de carga establecida para laestructura.

En el caso de que tenga que montar el motor sobreuna placa de acero, todos los soportes deben ser del



tamaño y resistencia adecuados y tener refuerzos oriostras para obtener una rigidez máxima (Fig. 2.21).

Fig. 2.21 Motor eléctrico con su carga montado ensoportes de acero. Los soportes de acero deben ser detamaño y resistencia adecuados, y tener refuerzos (o

riostras) para que no se comben o tuerzan, lo cual puedeocurrir durante el funcionamiento de motores grandes

que transmiten alto par de rotación.

Fig. 2.22 Forma en que un motor eléctrico que trasmiteun alto par de rotación puede torcer la base con soportes

de acero, si no está bien reforzado.

Independientemente de que la base del motor sea deconcreto o de acero, debe estar bien nivelada. Si esde concreto no debe ser demasiado alta. Siempre esposible elevar la carga que soporta una cimentaciónpor medio de calzas (suplementos), pero resulta difícilreducir la altura, ya que habría que desprender partede la superficie de concreto.

El requisito de tener una base a nivel es muyimportante. Por lo general, habrá cuatro puntos demontaje para la instalación del motor, uno en cada

esquina de la base. Además hay también requisitospara el montaje de la carga impulsada. Todos los puntosde montaje deben estar exactamente en el mismoplano; de lo contrario el equipo no quedará nivelado.Esta es la razón por la cual se prefiere una placa gruesabase rígida, de acero, en vez de una base ensambladadel mismo material; en su defecto debe emplearsecuando menos una placa maciza de acero, junto con labase ensamblada. Para la instalación de equipo grandey pesado, se recomienda recurrir a los servicios de uningeniero mecánico, civil o un constructor, a fin de quela cimentación se construya correctamente.

2.3.2 CIMENTACIÓN

El concreto de cemento, apropiado es de granimportancia para la firmeza, rigidez y estabilidad de lacimentación, ni siquiera las mejores placas base deacero se consideran un soporte adecuado, salvo queestén enclavadas o ahogadas en el concreto. En laFigura 2.23, se ilustra en forma exagerada lo que puedeocurrir. Es muy importante el empleo del concretocorrecto, y hay que utilizar la mezcla recomendadade arena, cemento, agua. Por todo ello, así como parasu aplicación debe consultarse a especialistas en dichaárea.

Fig. 2.23 La aplicación incorrecta de la lechada (mezclade concreto) para cimentación puede producir su

contracción, lo cual, a su vez, permitirá la torcedura delas vigas de soporte, causando desalineación axial y

excesiva vibración.

El empleo correcto de las calzas (lainas o suplementos)es recomendable para el buen montaje del motor en



el cimiento; es tan importante como el diseño ycontrucción de la base, en sí, pero a veces no se lespresta mucha atención. Una forma de lograr que uncalzamiento (instalación de calzas) correcto consisteen quitar los suplementos e inspeccionarlos en cadapunto de soporte, antes de efectuar la alineación final.Los problemas más comunes que se presentan en elempleo de las calzas, son: herrumbre, corte incorrecto,dobleces, arrugas, rebabas, marcas de martillo ysuciedad.

Tenga presente la razón del uso de las calzas, no sonsólo para colocar más alto o más bajo el motor; sinotambién para que queden bien alineados los ejes de lamáquina. Sirven además para resolver el problemageométrico de hacer que todas las superficies demontaje o patas del motor estén en el mismo plano, siuna de ellas está más alta o más baja que las otras, ytodas están bien atornilladas, entonces se deformarándesalineando la base o la carcasa del motor.

Una prueba útil para determinar la fuente devibraciones en una impulsión constante es que aflojelos pernos de montaje del motor uno a la vez, con elmotor en marcha, si la vibración se reduce en formanotoria el problema se debe a que la base está deformeo la instalación incorrecta de las calzas.

Para que los suplementos cumplan su función, debenformar un paquete macizo y compacto al apretar bienlos tornillos, si un grupo de calzas queda “esponjosas”,elllo significa que hay una unión floja que quizá nopermanece en el mismo plano, con los otros puntosde montaje.

Otro aspecto esencial de una buena cimentación es laestabilidad (Fig. 2.24). Una vez que la base está bienconformada e instalada no debe modificarse. A vecesel calor excesivo puede crear problemas, por ejemploel exceso de calor al soldar con arco o gar perjudicarála base. En climas muy secos y cálidos se ha dado elcaso de que una base de acero se combe o tuerzacuando recibe el calor del sol, por un lado y por otrolado está en la sombra. Si la base es compartida por elmotor y la máquina impulsora, lo anterior puede noser grave ya que ambos componentes tendrán el

mismo movimiento. Las conexiones en la maquinariacomo las de un tubo conduit de pared gruesa, debenpermitir esa alteración y el asentamiento. Si ello no esfactible, habrá que construir un cobertizo para que labase tenga un calentamiento uniforme.

Fig. 2.24 solera con aletas soldadas en su parte inferior,para una mayor resistencia y firmeza al enclavarla

(ahogarla) en el cimiento de concreto, con lo cual seobtiene un montaje más rígido.

En muchas impulsiones, la alteración de la base hacausado problemas. En un caso se utilizó una placabase de acero durante muchos años, con unacombinación particular de motor y bomba. Debido aun cambio en las condiciones de trabajo, se instaló unmotor diferente y más pequeño. Se hizo coincidir laaltura de su eje con la altura del eje de la bomba,soldando piezas de soporte en las cuatro esquinas dela placa base. Dichas piezas eran bastante fuertes parasoportar el peso del motor, pero resultaron demasiadoflexibles, y permitieron el balanceo de este de un ladoa otro. Además, las soldaduras fueron deficientementerealizadas y se desprendió la pieza de una esquina locual dio por resultado, la falla de cojinetes. Inicialmentese atribuyó la falla al motor pero un examen detalladoreveló que se habían utilizado métodos incorrectospara el montaje.

2.2.3 VERIFICACIÓN DE UN BUENSOPORTE O BASE PARA EL MOTOR

Para que verifique que un motor tenga una baseadecuada se le recomienda lo siguiente:

No debe hacer soldaduras gruesas en basesmaquinadas después de su construcción yacabado. Si en una base pueden verse



soldaduras por puntos, que no sean pequeñas,cabe esperar que haya ocurrido ciertatorcedura.

La soldadura en la base o soporte debe sercontinua; en muchos casos, las soldadurasintermitentes permiten que hayan torcedurasy deformación.

Las secciones de caja o tubulares, son muchomas rígidas que los canales o vigas.Compruebe que las secciones de caja no esténabiertas o separadas a lo largo de un lado, puesen este caso perderán gran parte de suresistencia a las torceduras.

Una base entera (de una pieza) para el motory la unidad impulsada es mucho mejor que unabase en secciones.

Las bases con buena profundidad, son mejoresque las de poca profundidad.

Debe observar en especial si hay torceduraso deformación ocasionadas por cargas envoladizo sobre las bases, por encima del niveldel piso.

Las riostras o refuerzos ajustables suelen estardesajustadas.

No debe dar por hecho que el piso en sí esfirme. Una base robusta para el motor y sucarga montada sobre un piso resonante puedevibrar al igual que una base débil en un pisorígido.

Las vibraciones durante el funcionamiento, sonindicios de problemas, y muy a menudo estosresiden en la base del motor y su carga.Inspeccione primero la base o la alineación yluego el motor.

Compruebe que todos los pernos de anclajeestén en su lugar y bien apretados.

Compruebe que todas las uniones separablesde la base, estén sujetas con espigas entre elmotor y la base y el cimiento que las soporta.

Busque si hay huecos o aberturas sin calzas;todos los suplementos deben estar biencolocados en su lugar y en buenas condiciones.

Verifique si hay refuerzos cerca de los pernosdel montaje, pues incrementan mucho larigidez de la base para el motor.

Observe si hay refuerzos directamente debajodel motor, que es donde más se necesita; lassoleras de acero deben estar soportadascuando menos cada 45 centímetros (18”).

2.3.4 COLOCACIÓN DEL MOTOR SOBRELA BASE

En el caso de motores pequeños, se dispone de basesy adaptadores deslizantes para su uso en máquinas conarmazón T, que sustituyen a las de los motoresantiguos.

Es necesario que determine si van a montarse en elmotor, otros componentes o equipo, tales como unreductor de engranes, acoplamientos especiales ybombas, a fin de dejar el espacio libre necesario.

Después de colocar la baseen su lugar, y antes de fijarla,

utilice los suplementos que seannecesarios para nivelarla. Para ello puede utilizar unnivel de burbuja ordinario, comprobando en dosdirecciones, a fin de asegurarse de que las patas delmotor estarán en el mismo plano y que la base no secombará al apretar los pernos en ella.

El motor se coloca sobre la base, se instalan las tuercasy se aprietan con una torsión menor de la especificada;el apriete señalado debe aplicarlo después de alinear.

Se sabe por experiencia que el motor y la unidadimpulsada, montados sobre la misma base y alineados



temporalmente en la fábrica, independientemente desu robustez y de su sección transversal, puedentorcerse durante el embarque.

Por ello, es necesario que compruebe la alineacióndespués de montar.

2.3.5 ELEMENTOS DE TRANSMISIÓN

Los motores para conexión directa, provistos decojinetes de bolas (baleros) o de rodillos, puedenacoplarse a su carga mediante acoplamientos flexibles;pero éstos no debe instalarlos a golpes ni a presión,sino que debe calentarlos previamente para instalarlosen el eje del motor. La alineación mecánica exacta esesencial para el buen funcionamiento. Las vibracionesmecánicas y la irregularidad durante el funcionamientodel motor son indicios de mala alineación. Para quecompruebe la alineación no suele bastar el empleo deuna regla recta y un calibrador de hojas entre las dospartes del acoplamiento; se le recomienda que empleeindicadores de carátula y barras de comprobación fijasal eje del motor y en la máquina impulsada.

Las chumaceras tienen una capa de metal babbittpara restringir el corrimiento axial del rotor duranteel arranque o durante su operación cuando estádesconectado de la carga. Estas capas de babbitt noson para soportar cargas de empuje contínuas, por loque estas deben evitarse con una alineación cuidadosa.La alineación debe permitir el funcionamiento en elcentro mecánico aproximado, entre los límites deljuego longitudinal, o sea muy cerca de la ubicación delcentro magnético. Los motores estándar tienen másjuego longitudinal. En el caso de los motores conchumaceras, es necesario emplear un acoplamientoflexible con juego longitudinal limitado, a fin de que elcorrimiento axial total sea menor que el señalado enlos planos del motor. Si utiliza un acoplamientoflexible, puede transmitirse un empuje capaz de dañarlas chumaceras del motor.

Los motores con cojinetes de bolas, al contrario delos que tiene chumaceras, debe acoplarlos de modoque haya más juego longitudinal en el acoplamiento

que en el motor. Ello se debe a que tales cojinetespueden soportar sin dañarse, un empuje suficiente paraque el acoplamiento se deslice en dirección axial debidoa la dilatación térmica en el sistema. En estos motoresel juego longitudinal puede ser de 50 a 150 mil(milipulgadas), o sea 1.3 a 3.8 mm, y el acoplamientoo cople debe tener cuando menos ese juego. Paraobtener la ubicación axial correcta, el motor se inclinahacia el extremo externo (opuesto al acoplamiento),a fin de desplazar el rotor lo más posible en esadirección (no es fácil mover el rotor en la direcciónaxial, porque los cojinetes deben deslizarse en sualojamiento), o le hace girar el motor con una palancaen el extremo externo, y luego el motor se coloca detal modo que haya cuando menos 150 mil (1.3 mm)entre las mitades del acoplamiento o los extremos delos ejes. O bien, colocar el motor puede en posición,sin importar la del rotor, de modo que el cople tengaun corrimiento de 0.100 pulg. (2.5 mm) en uno u otrosentidos.

La transmisión de banda (o correa) hace necesario queel motor esté montado en rieles o placa base, de formaque sea posible ajustar la tensión de la correa o lasbandas. Las poleas se alinean de modo que las correaso bandas queden perpendiculares al eje y que todastengan la misma tensión. Los rieles o patines debecolocarlos de modo que el motor esté cerca delextremo del riel más cercano a la máquina impulsada.Esto permite que haya un amplio espacio para queajuste la tensión de las bandas, y para que vuelva aajustarla después de compensar el desgaste o elestiramiento.

La banda o las bandas debe apretarlas lo preciso paraevitar deslizamiento (patinaje) a la potencia nominal.La tensión excesiva de una banda producirá cargasinnecesarias sobre el eje y los cojinetes. Con cargasde alta inercia o con equipo que se puede “ahogar” odetener, en el cual, la banda produce chirridos o patinadurante la aceleración, o en el que el par se aproximaa su valor máximo, el apriete de la banda o correapara evitar el chirrido o el deslizamiento, sobrecargarálos cojinetes o el eje. Las velocidades normales de lasbandas están limitadas a 1 500 m/min (5 000 pie/min)en el caso de las de sección E, y a 1 950 m/min



(6 500 pie/min) en el de las de sección 8-V. No debeutilizar velocidades mayores sin antes consultar con elfabricante de las bandas o correas.

Las impulsiones con engranajes requierenuna alineación precisa y un montaje

rígido. El diámetro de paso y laanchura no deben exceder de los

límites señalados por el fabricante delengranaje. Antes de instalar engranes

helicoidales es necesario consultar la capacidad deempuje de los cojinetes, En todos los casos, los dientesde los engranajes deben estar centradoscorrelativamente, hay que obtener la distancia correctaentre centros de ejes y las caras de los engranes debenestar paralelas. Los dientes de las ruedas o engranajeshan de embonar debidamente hasta una profundidadque produzca un juego u holgura entre dientes mínimode alrededor de 0.051 mm (2 mil); debe evitar unendentado tan profundo que pueda hacer que losdientes se flexionen o traben. Para comprobar laalineación correcta haga girar el eje del motor a manoy comprueba el juego en el engranaje impulsado enuna revolución completa. Después de apretar lostornillos de montaje vuelva a comprobar el juego y elparalelismo de la cara.

2.3.6 ALINEACIÓN MECÁNICA

Salvo algunas excepciones, se utiliza un acoplamientoflexible para conectar un motor a su carga. Esteacoplamiento está construido de modo que toleracierta desalineación que, no obstante, puede producirciertas vibraciones, esfuerzos, o ambos, en los cojinetesdel motor. En consecuencia, en todas las instalacionescon acoplamiento, los ejes o árboles debe alinearloscon el mismo alto grado de exactitud,independientemente del tipo de acoplamiento o decojinetes. Para obtener la alineación correcta en lasimpulsiones de conexión directa debe seguir ciertos pasosimportantes.

Los cimientos para el motor y lamáquina impulsada han deproporcionar una relación

fija y permanente entre elmotor y su carga.Los cimientos deben

proporcionar un anclaje firme para mantener larelación fija después de alinear.

El motor se coloca en su cimiento de modo que seobtenga el espaciamiento correcto entre el eje delmotor y el de la máquina impulsada. Los fabricantesde los acoplamientos especifican esa distancia, quesuele ser de 3.2 a 9.5 mm (1/8 a 3/8 pulg).

La colocación de los motores con chumaceras debelimitar el corrimiento axial del acoplamiento para hacerque las chumaceras floten libres y separadas de losrebordes de empuje pues no resisten un empujecontinuo. Cuando se coloca en posición el eje o árbolde un motor que tiene juego longitudinal debe situardicho eje en el punto central del juego, y no esnecesario tener presente la indicación del centromagnético.

Para ajustar la posición del motor utilice tornillosgatos, calzas o suplementos, hasta que la desalineaciónangular y paralela entre los dos ejes quede dentro delos límites recomendados, cuando mida con unindicador de carátula estando los tornillos del motorya apretados. Al ajuntar la posición del motor esnecesario que tenga el cuidado de comprobar que cadauna de sus patas tenga los suplementos necesarios,antes de apretar los tornillos, de modo que sólo sepueda introducir en el grupo de calzas una hoja decalibración de no más de 0.05 mm (2 mil) de espesor.

La desalineación angular es el grado en que las carasde las dos mitades de un acoplamiento están fuera deparalelismo. Para determinarla, en una mitad del coplemonte un indicador de carátula, con su botón apoyadoen la otra mitad, y haga girar 360 grados ambos ejesen conjunto, para apreciar las variaciones de la lectura.



Es importante que durante esta verificación fije el eje(flecha) de un motor con juego axial contra su rebordede empuje, y lo mismo en el caso del eje de la carga(contra su propio reborde), a fin de impedir falsaslecturas debido a corrimientos en la dirección axial.

La desalineación axial es el desplazamiento entre laslíneas centrales de los dos ejes de máquina. Puededeterminarlo con el indicador de carátula montado enuna parte (mitad) del acoplamiento, estando elpalpador del aparato apoyado radialmente sobre la otraparte, y haga girar luego conjuntamente los ejes unángulo de 360 grados.

Es esencial que el motor y su carga esténbien alineados bajo las condiciones ytemperaturas reales de funcionamiento. Siestán bien alineados a la temperaturaambiente, pueden desalinearse en formagrave por deformación o dilatación térmicadiferencial al aumentar la temperatura. Porello, debe comprobar y, de ser necesario,corregir la alineación después de que el motory la máquina impulsada han llegado a sutemperatura máxima con carga.

Se recomienda que utilice “acoplamientos de ejesflotantes” o “acoplamientos con espaciador” enmotores en los que no es posible comprobar omantener con exactitud la alineación de algunascentésimas de milímetro (o milésimas de pulgada) concambios pequeños de las diferencias de temperaturaentre los motores grandes y el equipo impulsado.

Después de alinear el motor con la carga, fíjelo en sulugar con pernos del mayor tamaño posible. Esaconsejable la posibilidad de variar un poco la ubicaciónde los pernos de anclaje; para ello estos elementos seinstalan dentro de tubos de acero enclavados oembutidos (ahogados) en el concreto.

Es conveniente que un ingeniero constructorexperimentado en esta materia diseñe y supervise losconjuntos de cimientos y soportes, en el caso demotores grandes.

La alineación produce un funcionamiento satisfactorio;en el caso afirmativo las máquinas se fijandefinitivamente con clavijas en sus placas de base. Sele recomienda emplear dos espigas (clavijas) pormáquina, una en cada pata diagonalmente opuesta. Eltamaño aproximado de las espigas debe ser la mitadde diámetro de los pernos del montaje.

Los motores y máquinas conectados que queden bienalineados al instalarlos pueden desalinearse más tardepor desgaste, vibración, desplazamiento de la base,asentamiento de los cimientos dilatación y contraccióntérmicas, o corrosión. Por ello es aconsejablecomprobar la alineación a intervalos regulares ycorregirla en caso necesario.

Los restos de material (concreto, hierro, acero,pernos, etc.) que ya no utilizó en el montaje de losmotores, colóquelos en un lugar donde no dañe elmedio ambiente.

2.4 MANTENIMIENTO DELMOTOR DE FASE PARTIDA

Previo al mantenimiento de los motores eléctricosmonofásicos de fase partida se debe disponer de

procedimientos que permitan diagnosticar odetectar posibles fallas en los motores mismos

o en sus circuitos de control. Para lalocalización de las posibles fallas en forma

rápida, se necesita cierto conocimiento einformación sobre cómo proceder, pero

también se requiere el uso de herramientas yequipo de prueba.

La localización de los problemas no le llevará muchotiempo, si usted sigue algunas reglas básicas. Estastécnicas permiten aproximarse al problema en una



forma lógica y ayudan a ubicar rápidamente la partecon falla.

El primer paso para la localización de fallaso problemas en cualquier circuito, es teneruna clara comprensión del mismo, asícomo de su función, antes de comenzar.

Existen causas que pueden evitar que el MotorMonofásico de fase partida siga funcionando, estaspuede ser: polvo excesivo, grasas, aceites, humos ovapores corrosivos y otros agentes contaminantes,dependiendo del lugar de trabajo. Por lo que, se lerecomienda que cada 6 meses o como lo estipule elfabricante, tome medidas preventivas, aunque enalgunas oportunidades necesariamente tendrá quebrindar mantenimiento tipo correctivo al motoreléctrico.

El motor monofásico de fase partida se divide en dospartes principales, la eléctrica y la mecánica.

Componentes Eléctricos: Considere comocomponentes eléctricos, los arrollamientos detrabajo y arranque, arrollamiento rotórico, laspuntas salientes para conexiones, bornes deconexiones, dispositivos contra cobre carga,contactos del interruptor centrífugo.

Componentes Mecánicos: Son escudos otapaderas, chapas de alta calidad magnética delestator y del rotor, valeros o cojinetes, Ejerotórico, mecanismo del interruptorcentrífugo.

De acuerdo con lo anterior, los motores eléctricospueden fallar por dos causas: fallas mecánicas y fallaseléctricas.

2.4.1 MATERIALES UTILIZADOS PARA ELMANTENIMIENTO DEL MOTOR DEINDUCCIÓN

Cuando escuche que se habla de fallas eléctricas, setrata en realidad de fallas en el aislamiento o del sistema

eléctrico del motor. Para que comprenda elmecanismo de falla en los aislamientos eléctricos delos motores, es conveniente que se inicie con unadescripción de los componentes del sistema:

El aislamiento primario, se encuentra entre el cobre(los conductores) y el núcleo de hierro laminado (delestator). Se le denomina aislamiento a tierra y, por logeneral, se trata de un polímero, o bien unacombinación polímero / mica para los motores queoperan a alta tensión. En la actualidad, los materialesaislantes son extremadamente durables, esto es, queno se deterioran o queman, excepto a temperaturasmuy elevadas; son resistentes al ataque de agentesquímicos y mecánicamente muy durables.

1er

Fig. 2.29 Aislamiento primario en una ranura delmotor monofásico.

En la construcción y reparación de máquinas eléctricasse pueden emplear diferentes tipos de materialesaislantes.

El aislante de ranura ideal es:

1. De clase H (ver tabla de clases de aislantes)2. Delgado.3. Indestructible.4. Con óptimas características aislantes5. Barato.6. Plano y suave.7. Fácil de doblarse.

Lamentablemente no existe ningún producto de estanaturaleza y para escogerlo correctamente, esnecesario que conozca las características principalesde los mismos.

Aislamiento entre el hierro delestator y la bobina



AISLANTES TEXTILES SÓLIDOS

Los textiles naturales se emplean principalmente parael aislamiento de conductores o para el encintado delas bobinas.

Los textiles más empleados son el algodón, el lino y laseda. Considerando que los textiles absorben muyfácilmente la humedad (perdiendo así suscaracterísticas aislantes), es necesario impregnarlos conbarnices, naturales o sintéticos, para que los puedaemplear en la reparación de los motores eléctricosmonofásicos.

CARTONES

Existe toda una variedad de papeles y cartonesempleados para el aislamiento de las máquinas; el másconocido es el “papel pescado” el cual se fabrica concelulosa pura impregnada con barnices.

Este tipo de aislante se utiliza principalmente en lasmáquinas eléctricas previstas para funcionar a tensionesy temperaturas no demasiado altas. Los cartones secomercializan en diferentes espesores.

Mica

Es el mejor aislante natural: sería el aislante ideal si, enestado natural, fuera posible encontrarlo en pliegosde grandes dimensiones.

La mica puede utilizarla también pegando, conmateriales apropiados, las escamas entre sí, o tambiénpegando las escamas de la mica sobre un soporte (seda,cartón, etc.). La mica no absorbe la humedad ymantiene sus características aislantes aún trabajandoa altas temperaturas.

Otro proceso que le permite aprovechar este material,es reducir la mica a una especie de “pulpa” y despuésde trabajar ésta para obtener hojas como si fuera pulpade papel. Con este proceso obtiene el aislante llamado“papelmica” o “mica-mat” el cual tiene escasaresistencia mecánica, pero óptimas característicasaislantes.

POLYESTER

Esta clase de aislantes ha sido estudiado en particularpara el aislamiento de las ranuras de motoreseléctricos. El “Mylar” (nombre con el cual se identificaesta capa de polyester) tiene buena resistencia mecánicaa los químicos y a la humedad, y tiene buenascaracterísticas térmicas y aislantes. Muchas veces elMylar se combina con oportunos soportes (papel,cartón, fibras de vidrio, etc.) para mejorar su resistenciamecánica y sus características aislantes.

MADERA

Este aislante siempre es sustituido por materialesplásticos, puede emplearlo principalmente para cerrarlas ranuras (“cuñas”) una vez que haya colocado lasbobinas. La madera es empleada siempre y cuandoesté tratada con barnices aislantes.

FIBRA DE VIDRIO

Es un aislante muy empleado en la reparación oembobinado de motores eléctricos; lo encuentratrenzado en forma de pliegos o de espaguetti (losespaguettis sirven para aislar las conexiones internas deun embobinado). Tiene mucha consistencia y, además,se impregna con resinas que le dan inmejorablescualidades, pudiendo llegar a soportar temperaturasdel orden de los 180º C.

AISLANTES LÍQUIDOS O BARNICES

Uno de los últimos pasos en la fabricación oreparación de motores es sumergirlos en barniz.La función más importante del barniz es fijar

los alambres de un embobinado en unamasa compacta que no se mueva y novibre. El barniz también provee:

• Protección contra la humedad.• Mejoramiento de la calidad del aislamiento.• Protección contra químicos, aceites, etc.• Estética del embobinado.



Un buen barniz debe tener estas características:

• Alta resistencia a la humedad y a los químicos.• Elevado poder de penetración.• Buena capacidad de transmisión del calor.• Buena capacidad de aislamiento eléctrico.

Los barnices deben secarse fácilmente y rápidamentebajo la acción del calor.Los barnices aislantes están constituidos de resinas(naturales o sintéticas) a las cuales se le agrega unsolvente (por ejemplo thinner).

En el mercado industrial se encuentran diferentes tiposde barnices que se pueden clasificar en dos categorías:

Barnices que secan al aire.Barnices que secan al horno.

BARNICES QUE SECAN AL AIRE

Los “barnices que secan al aire” no necesitan detemperaturas elevadas para endurecerse pero elproceso de evaporación del solvente puede serrelativamente largo (hasta de 24 horas).

BARNICES QUE SECAN AL HORNO

Los “barnices que secan al horno” además de tenermejores características, en relación a los barnices quesecan al aire, se endurecen en hornos (hasta 300-350ºC de temperatura) en tiempos más cortos, entre2 y 10 horas.

CLASES DE AISLAMIENTO

El funcionamiento de una máquina eléctrica implicaun calentamiento de la misma; esto significa que lasdiferentes partes de una máquina se calientan atemperaturas más altas que la del ambiente.

La temperatura de las diferentes partes de una máquinano debe sobrepasar ciertos valores si no se quiere

comprometer la integridad y el funcionamiento de lamisma máquina.

Los aislantes en particular no soportan temperaturaselevadas (la mayoría de los aislantes se deterioran atemperaturas del orden de 100 ºC y rápidamentepierden sus capacidades aislantes; a temperaturas másaltas se carbonizan).

En muchos países se ha normalizado y clasificado laconstrucción de las máquinas eléctricas, tomando encuenta la temperatura máxima que estas máquinaspueden soportar en su funcionamiento.

Esta clasificación, fija las temperaturas máximas quepueden soportar los diferentes materiales aislantes.

CLASE

aislamiento de algodón, seda, papel y otrosmateriales orgánicos similares, impregnados conbarnices o sumergidos en aceites. Temperatura máxima105ºC.

Un aislante de algodón o seda, se consideraimpregnado cuando una sustancia apropiada (porejemplo un barniz) reemplaza por completo el aireexistente entre las fibras del material .

CLASE

aislamiento en mica, asbesto, vidrio uotras sustancias inorgánicas combinadas con materialcementante orgánico.

El aislamiento se considera también en clase B cuandose emplean materiales aislantes de clase A, a condiciónque estos últimos aislantes sean empleados comosoportes y que el porcentaje de aislantes en la clase Bno sea inferior al 40% del peso total de los aislantesempleados. Temperatura máxima 130º C .

Claseaislamiento en porcelana, vidrio, cuarzo,

derivados de la mica combinados con materialcementante inorgánico (nomex, teflón). Temperaturamáxima 220 ºC.

AA

BB

CC



CLASE

aislamiento con esmalte de tipo sintético(hilos esmaltados) no sumergidos en aceite. Elaislamiento se considera de clase E también cuando elhilo esmaltado es recubierto de algodón, seda o papelsiempre y cuando éstos sean impregnados. Elaislamiento hacia la masa tiene que ser de una clasesuperior. Temperatura máxima 120ºC.

CLASE

aislamiento en fibra de vidrio, asbesto,derivados de la mica barnizados o impregnados,durante el proceso de embobinado de una máquinaeléctrica, con resinas. Temperatura máxima 155 ºC.

CLASE

aislamiento en fibras de vidrio, asbesto,derivados de la mica impregnados con resinas a basede silicones. Temperatura máxima 180ºC.

CLASE

aislamiento en algodón, seda, papely otros materiales orgánicos similares no impregnadosni sumergidos en aceites. Temperatura máxima 90ºC.

En la Tabla siguiente se identifican las “clases deaislamiento” de las máquinas eléctricas y suscorrespondientes temperaturas máximas.

EE

FF

HH

YY

DENOMINACIÓN Y COMPOSICIÓN

DEL AISLANTE

Clase Y: Aislamiento en algodón, seda papely otros materiales orgánicos similares noimpregnados en barnices.

Clase A: Aislamiento de algodón, seda, papely otros materiales similares impregnados enbarnices (madera) aislamiento con esmalte(alambre).

Clase E: Aislamiento con esmalte de tiposintético.

Clase B: Aislamiento en mica, asbesto, vidrioy otras substancias inorgánicas similares(Mylar).

TEMPERATURASMÁXIMAS

ADMITIDAS

90° C

105°C

120°C

130°C

Tabla de Tipos de Aislamientos y Temperaturasmáximas admitidas.

El aislamiento de fase a fase, es similar a aquél quese tiene entre el devanado y tierra, es decir, se requiereun polímero de alta resistencia. Este tipo deaislamiento se coloca entre las espiras y al final de lasmismas. Este aislamiento será normalmente de papelpescado.

DENOMINACION Y COMPOSICIÓN

DEL AISLANTE

Clase F: Aislamiento en fibra de vidrio,asbesto, derivados de la mica impregnadoscon resinoas (duroid), dracon- Mylar-dracon.Mica natural.

Clase H: Aislamiento en fibra de vidrio,asbesto, derivados de la mica impregnadoscon resinas a base de silicones.

Clase C: Aislamiento en derivados de la mica,porcelana, vidrio, cuarzo, combinados conmateriales cementantes inorgánicos (nomex,Teflón).

TEMPERATURASM A X I M A SADMITIDAS

155° C

180°C

220°C

Fig. 2.26 Aislamiento de fase a fase.

El aislamiento de espira a espira, es una películadelgada de poliéster aplicada a la superficie delconductor (cobre) usado en el devanado de motor.

Bajo condiciones normales de operación, el voltajeentre las espiras nunca es muy alto, de manera que nose pone demasiada atención al componentesecundario del aislamiento del devanado; sin embargo,el deterioro de este aislamiento es una de las causasde fallas en los motores eléctricos.

Aislamiento entre bobinas



Si toma las medidas preventivas apropiadas, puedeevitar un buen número de fallas en los motoreseléctricos, y con ello aumentar la vida útil de losmismos. Una parte importante de este proceso es elconocimiento del por qué fallan los motores.

Las causas principales de falla de un motor de fasepartida se puede resumir en las siguientes:

1) Impacto del ambiente agresivo.

2) Selección inapropiada.

3) Instalación inadecuada.

4) Fallas mecánicas.

5) Fallas Eléctricas.

6) Mantenimiento inadecuado.

7) Alguna combinación de los factores.

2.4.2 IMPACTO DE AMBIENTE AGRESIVOPARA EL MOTOR

La temperatura excesiva causada por el ambienteo por un problema con el motor mismo es unade las fallas más frecuentes en el motor. Losmotores deben operar dentro de sus valoresnominales de temperatura (dato de placa) paraasegurar una vida larga.

Por cada 10°C que un motor opera sobre su valornominal de temperatura, la vida del aislamientose reduce a la mitad.

Otros elementos de ambiente agresivo quedeben ser evitados, son los siguientes:

a) Humos o vapores corrosivos.b) Aire Salino.c) Suciedad excesiva.d) Polvo.e) Otros agentes contaminantes.

La humedad es también otrafuente común de fallas enlos motores, ésta seforma en la superficie delos aislamientos debido ala humedad del ambiente,cambios de temperaturao a la exposición directa al agua. Por lo anterior, lasuperficie del aislamiento se puede hacer altamenteconductiva, lo que se traduce en una falla delaislamiento, y en consecuencia, del motor.

2.4.3 SELECCIÓN INAPROPIADA DELMOTOR ELÉCTRICO

La selección y la aplicación incorrecta de un motorpuede variar ampliamente, por lo que es necesario queen primera instancia, seleccione correctamente eltamaño apropiado del motor, de acuerdo a la carga.Como lo muestra la Figura 2.27.

Fig. 2.27 Representación de una selección inapropiadade los motores en relación a su carga.

Los ciclos de trabajo son los que más dañan a losmotores. Cuando no son seleccionados en formaapropiada, los arranques, los paros y frenados bruscos,así como los períodos de aceleración largos, conducena fallas en el motor.

La consideración de la altitud sobre el nivel del mardel sitio de la instalación del motor, es un factor quecon frecuencia no es considerado. A grandes alturas ladensidad del aire es más baja y se reduce la efectividaddel enfriamiento. Esta reducción significa en formaaproximada que la temperatura de operación se



reduce un 5% por cada 300 metros de elevación sobreel nivel del mar.

2.4.4 INSTALACIÓN ADECUADADEL MOTOR

Los errores al montar los motores pueden ser una delas causas de falla. En algunas ocasiones, el tamaño delos tornillos o anclajes de montaje y sujeción no es elapropiado, o bien se tienen problemas de alineación;lo que conduce a problemas de vibraciones conposibles fallas en los cojinetes o chumaceras, o hastaen el eje del rotor.

El montaje y la cimentación resultan de fundamentalimportancia para evitar problemas mecánicos yeventualmente eléctricos. En la sección anterior demontaje, se explicó ampliamente este tema.

FALLAS MECÁNICAS

Es posible que seleccionecorrectamente el motorpara su carga inicial; sinembargo, un cambio en sucarga o en el acoplamientode accionamiento, semanifestará como unasobrecarga en el motor. Loscojinetes comenzarán afallar, los engranes estaránexpuestos a presentar fallasen los dientes, o bien se presentará algún otro tipo defricción que se manifieste como sobrecarga.

Cuando se presenta una sobrecarga,el motor demanda más corriente, locual incrementa la temperatura delmismo, reduciendo la vida delaislamiento como lodemuestra la Figura 2.28.

Fig. 2.28 Motor excesivamentecaliente después de

sobrecargarlo.

Una cargaexcesiva

puede llevarrápidamentea una falla en

el motor.

Los problemas en los cojinetes o chumaceras soncausas comunes de fallas en los motores, también laalineación errónea de éstos y la carga, malosacoplamientos por poleas y bandas, o bien errores enla aplicación de engranajes o piñones, son causas defallas mecánicas. Por otro lado, debe hacer uncorrecto balanceo dinámico para evitar problemas devibración.

FALLAS ELÉCTRICAS

Una incorrecta alimentación de voltaje al motor puedereducir la vida de éste o causar una falla rápida delmismo, si la desviación del voltaje es excesiva. Unvoltaje bajo soporta una corriente mayor que lanormal.

Un voltaje alto en la línea de alimentación de un motorreduce las pérdidas R * I2, pero produce un incrementoen el flujo magnético, con el consecuente incrementode la pérdidas en el hierro.

Los motores eléctricos monofásicos de fase partidapuede operarlos en forma satisfactoria bajocondiciones de operación con carga nominal y con unavariación del voltaje de +/- 10% en sus terminales.Por otro lado, una variación en la frecuencia de +/-5% es aceptable.

Una variación combinada de voltaje y frecuencia de+/- 10% se considera aceptable, con tal de que lafrecuencia no exceda el +/- 5% de su valor nominal.Por ejemplo, el voltaje podría variar un máximo de+/- 7% y la frecuencia tener una máxima variación de+/- 3%. La variación combinada no excede +/- 10%.Un 5% de incremento en la frecuencia incrementarála velocidad del motor alrededor del 5% eincrementará también, en forma ligera, la eficiencia,el factor de potencia y la corriente de plena carga. Elpar de arranque decaerá en el orden del 10%. Undecremento del 5% en la frecuencia incrementará elpar en alrededor del 11%, la velocidad se reduce al5% y hay una ligera reducción en la eficiencia, el factorde potencia y la corriente.



En la tabla 2.3.1 le muestran cómo se afectan, en logeneral, las características de los motores eléctricos,por desviaciones en los valores del voltaje dealimentación.

CARACTERÍSTICAS ALTO VOLTAJE

Corriente arranque Se reduceCorriente plena carga AumentaEficiencia Se reduceFactor de potencia Se reducePar Se reduce

CARACTERÍSTICAS BAJO VOLTAJE

Corriente arranque Se incrementaCorriente plena carga AumentaEficiencia Se reduceFactor de potencia AumentaPar Aumenta

Tabla 2.3.1. Características de desviaciones de voltajes.

MANTENIMIENTO ADECUADO

El mantenimiento preventivo básico, puede preveniro retrasar la falla en un motor eléctrico. Existenalgunos elementos indicativos, a primera vista, de faltade mantenimiento, que pueden conducir a problemasmás severos, entre otros elementos se mencionan lossiguientes: Presencia de polvo, humedad e impurezascomo lo muestra la Figura 2.29.

Fig. 2.29. La suciedad impide la circulación del aire.

Suciedadacumulada

Aire

2.4.5 PROCESO PARA PROPORCIONARMANTENIMIENTO AL MOTOR

La mayoría de los problemas comunes que presentanlos motores eléctricos monofásicos de fase partida lospuede detectar por una simple inspección, o bien,efectuando algunas pruebas.

Un aspecto básico en la determinación de lascondiciones de un motor es definir si el motor presentasíntomas de falla, o bien observar a través de laspruebas de rutina de mantenimiento fallas o tendenciasa la falla.

Algunas fallas pueden resultar fáciles de identificar, sinnecesidad de que realice pruebas complicadas. Dehecho, algunos de los problemas mecánicos se puedendetectar por simple observación y algunos eléctricossólo por el uso de la lámpara de prueba o Multímetro.

A este tipo de pruebas se les conoce como Pruebasde Diagnóstico.

Se inician con la localización de fallas con las pruebasmás simples, y el orden en que se desarrollannormalmente tienen que ver con el supuestoproblema.

La forma de localizar problemas tiene relación con eltamaño y tipo de motor, especialmente cuando se tratade motores monofásicos en donde hay mayor variedadconstructiva; sin embargo, hay algunas pruebas sencillasque son comunes a casi todos los tipos de motoreseléctricos.

Los equipos y herramientas que empleará para laspruebas, van desde los más sencillos como lo son laslámparas de prueba y los Multímetros (algunos digitalesy otros análogos) como lo muestra la Figura 2.30.

Fig. 2.30 Multímetros:Digital y análogo.



PROCESO PARA DETERMINAR LASCONDICIONES DE FALLA DE UN MOTOR

El sistema de un motor eléctrico se puede considerarque consta de cuatro componentes principales queson:

1. La fuente de alimentación.

2. El controlador.

3. El Motor.

4. La carga.

Cuando ocurre un problema en un motor, es necesarioque determine primero, cuál de estos componentesestá en mal estado. El suministro de energía eléctricay los controladores pueden fallar en la mismaproporción, y en ocasiones con mayor frecuencia queel motor mismo. Las fallas mecánicas aumentandebido a un incremento en el tamaño de la carga queel motor está accionando, pero también por algunafalla en los cojinetes o chumaceras, o bien en el mediodel acoplamiento con la carga.

Para determinar si el motor está fallando utilice elsiguiente proceso.

Paso 1

Desconecte el motor del controlador.

Paso 2

Revise que las conexiones o los medios de conexiónse encuentran en buenas condiciones.

Paso 3

Opere el controlador para arrancar el motor

Paso 4

Mida el voltaje de entrada al controlador.

4COMPONENTES

Si no hay voltaje, o bien una variación de más del 10%del valor nominal del motor, entonces la alimentacióna éste puede ser la causa probable de falla.

Suponiendo que la fuente de alimentación es aceptable,active el controlador para arrancar el motor.

Paso 5

Cuando mida el voltaje de salida del controlador debetener los voltajes apropiados a intervalos de tiempodefinidos, si no se tienen los valores del suministroeléctrico, el controlador debe estar en condiciones defalla.

Paso 6

Verifique el acoplamiento mecánico entre el motor yla carga.

Desconecte el acoplamiento y gire el rotor del motorpara revisar si gira libremente.

Paso 7

Conecte el motor directamente a la fuente dealimentación, puenteando el controlador.

Si sospecha que la falla se encuentra en el motor,entonces puede proceder hacer un recorrido generalde causas probables de falla de acuerdo a la siguientesguías.

EL MOTOR FALLA AL ARRANCAR

Fusibles fundidos:Reemplace los fusibles del tipo y capacidadapropiada.Disparos por sobrecarga:Verifique y restablezca el dispositivo desobrecarga en el arrancador.Fuente de alimentación impropia:Verifique que la alimentación esté deacuerdo con los datos de placa del motor.



Conexión inapropiada a la línea:Verifique las conexiones con el diagrama deconexiones del motor.Circuito abierto en los devanados o elinterruptor de control:Se indica por medio de ruido o zumbidocuando el motor arranca. Verifique si existeuna mala conexión en devanados. Tambiénverifique que todos los contactos del controlestén cerrados.Fallas mecánicas:Verifique si el motor y su carga giranlibremente. Verifique los cojinetes ylubricantes.Corto circuito en el estator:Es la causa por la cual se funden los fusibles.El motor se debe rebobinar.Conexiones flojas en las bobinas delestator:Remueva los extremos y localice lasconexiones flojas con la lámpara de pruebaso multímetro.Defectos en el rotor:Verifique si hay barras abiertas o están abiertoslos anillos extremos de la jaula de ardilla.El motor está sobrecargado:Reduzca la carga.

EL MOTOR PIERDE VELOCIDAD

• Aplicación incorrecta:Cambie de capacidad o tipo de motor.

• Motor sobrecargado:Reduzca la carga.

• Bajo voltaje en el motor:Verifique que se mantenga el voltaje deplaca. Verifique también las conexiones.

• Circuito abierto:Fusibles fundidos. Verifique losrelevadores de sobrecarga, estator ybotoneras.

EL MOTOR NO LLEGA A SU VELOCIDAD

• Aplicación incorrecta:Verifique las fases para determinar si estánabiertas.

• Voltaje demasiado bajo en las terminales del motor, debido a caída de voltaje:

Proporcione un voltaje mayor en las terminalesdel transformador o reduzca la carga. Tambiénverifique las conexiones y el calibre adecuado delos conductores del alimentador y/o circuitoderivado.

• Carga al arranque demasiado alta:Verifique la carga que supuestamente debe podermanejar el motor.

• Barras rotas en el rotor o pérdidas de rotor:

Observe si hay fracturas cerca de los anillos.• Apertura en el circuito primario:

Localice la falla con dispositivos de prueba yrepárelos.

EL MOTOR TOMA DEMASIADO TIEMPOPARA ARRANCAR

• Exceso de carga: Reduzca la carga.• Circuito pobre: Verifique si hay un valor elevado de resistencia.• Defectos en rotor de jaula de ardilla: Reemplácelo con un rotor nuevo.• Voltaje aplicado demasiado bajo: Verifique que la compañía suministradora provéa el valor apropiado.

SENTIDO DE ROTACIÓN INCORRECTO

• Conexión de las bobinas de arranque cambiadas:

Cambie las conexiones en el motor.



EL MOTOR SE SOBRECALIENTAMIENTRAS OPERA CON CARGA

• Sobrecarga:Reduzca la carga.

• La carcaza o las ranuras de ventilación pueden estar atascadas con basura o polvo:

Haga limpieza y verifique la circulacióndel aire.

• Bobina a tierra:Localice en que parte la bobina hizo contactocon el enchapado o carcaza.

EL MOTOR VIBRA DESPUÉS DE QUE SE HAHECHO LA CORRECCIÓN

• Motor mal alineado:Realinee el motor.

• Soporte débil:Refuerce la base del motor.

• Acoplamiento fuera de balance:Balancee el acoplamiento.

• Desbalance en el equipo accionado:Rebalancee el equipo mencionado.

• Fallas en los cojinetes o chumaceras:Reemplace los cojinetes o chumaceras.

• Cojinetes no alineados:Alinee los cojinetes.

RUIDO DE CHATARRA

• Ventilador suelto:Ajuste el Ventilador al ejedel rotor.

• Entrehierro no uniforme:Verifique si las tapaderas,cojinetes o chumaceras estánmontadas correctamente.

• Desbalance en el rotor:Balancee el rotor conayuda del torno.

IDENTIFICACIÓN DE LAS FALLAS

Las fallas o averías más frecuentes que se puedenpresentar en los motores monofásicos de fase partidason las siguientes:

Fusibles quemados.Cojinetes desgastados.Sobrecargas.Corto circuito.Conexiones internas erróneas.Contactos a tierra de los devanados.Cojinetes excesivamente apretados.Tapaderas mal montadas.Ejes torcidos.Barras del rotor flojas.Capacitor defectuosoInterrupción en el devanado de arranque.Interrupción en el devanado de trabajo.

Un principio básico es que observe la operación diariade los motores y, en adición, elabore un programade inspección basado en sus condiciones de servicio.

Eventualmente, puede basar la frecuencia de lainspección en la experiencia que tenga con losmotores.

Periódicamente, debe verificar lo siguiente:

1. La limpieza general.2. Las condiciones eléctricas.3. Las temperaturas ambientales

elevadas y la ventilación apropiada.4. El alineamiento con la carga.5. La lubricación apropiada y el desgaste

de los cojinetes del motor y de lacarga.

6. La condición del rotor.7. El deterioro del aislamiento de los

devanados.8. El desgaste en los interruptores.9. El deterioro de los capacitores.



En primer lugar identifique las fallas en el arrancador,el controlador, la carga, o en el propio motor, ya quesi se identifica que es el motor eléctrico, entonces debedetectar el grado de severidad de la falla, porquealgunas fallas puede corregirlas fácilmente, en tantoque otras son mayores, y debe reemplazar parteseléctricas en mal estado.

El siguiente paso que debe dar, es separar losproblemas mecánicos de los problemas eléctricos.

El proceso inicia desacoplando el motor de su carga yseparando el acoplamiento, de manera que se puedaverificar la libertad de giro del rotor; si se encuentraalgún problema mecánico, proceda a corregirlo.

La mayoría de los problemas mecánicos y eléctricospuede observarlos directamente y es necesario quetenga cierta sensibilidad para aislar unos de otros, yaque a veces un problema mecánico puede ser la causade uno eléctrico.

Después de asegurarse de que no haya problemasmecánicos, o bien que se hayan corregido, esconveniente que intente poner en marcha el motorotra vez; si el problema persiste, entonces proceda arealizar las pruebas eléctricas.

2.4.6 PROBLEMAS MECÁNICOS EN LOSMOTORES MONOFÁSICOS DE FASEPARTIDA

Algunos de los problemas mecánicos más frecuentesen los motores eléctricos monofásicos de fase partidason los siguientes:

Tapaderas mal montadas.Cojinetes desgastados.Cojinetes o chumaceras excesivamenteapretados.

Los procesos de mantenimiento preventivo y dereparación efectivos deben permitir el desarmadocompleto de los motores, de acuerdo a unaprogramación establecida.

Los factores que influyen en la frecuencia delmantenimiento y la necesidad de desarmar un motorson principalmente los siguientes:

El tamaño del motor.El uso o ciclo de trabajo que tenga.El medio ambiente en el cual opera.

El mantenimiento correctivo, en donde con frecuenciase necesitan cambios de partes o reparaciones,requiere por lo general, que los desmonte y losdesarme, al menos parcialmente.

Se le recomienda seguir las siguientes Reglas Generalespara el desarmado de los motores eléctricosmonofásicos.

1. Desconecte la alimentación del motor.2. Tome nota o elabore un diagrama de las

conexiones del motor para evitar errores cuandolo vuelva a poner en servicio.

3. Quite el equipo auxiliar que impida el acceso libreal motor.

4. Analice si se requiere o no remover el motor dellugar de su instalación.

5. Siga preferentemente las recomendaciones delfabricante para su montaje y maniobras a realizar.

Seleccione un área de trabajo limpia cuando el motorse desarma. Estando en su lugar de montaje, tenga elsuficiente cuidado con el manejo de sus partes,márquelas y etiquételas debidamente para su correctoarmado.

Antes de desarmar un motor haga marcas de identificaciónen uno de sus lados para facilitar posteriormente el armadocomo lo muestra la Figura 2.31.

Fig. 2.37 Marcas en unade las partes del motor

para referencia delarmado posterior.

Marcas deidentificación



TAPADERAS MAL MONTADAS

Cuando una tapadera no se adapta bien a la carcasade un motor, los cojinetes no quedan bien alineadosno se puede hacer girar a mano el rotor, o bienpresenta un alto grado de dificultad. Con tapas malajustadas los tornillos de sujeción se aflojan. Elprocedimiento será el siguiente: centre nuevamentelas tapas y vuélvalas a apretar, procurando apretarlasen forma de cruz para que la tapadera asiente bien,esto lo puede verificar por medio de un bloque demadera que al golpear la tapadera debe emitir unsonido limpio.

Algo básico en estaoperación de ajuste detapaderas, es lacolocación de marcasentre las tapaderas y elestator, a fin deconservar la mismaposición para el armado.

Estas marcas las puede realizar con marcadores detinta indeleble, punzones o etiquetas autoadheribles,aunque la más recomendable es la de los punzones,ya que al manejar las tapaderas o el estator puededespegar o borrar las marcas hechas por el marcadoro las etiquetas. Este procedimiento puede apreciarloen la Figura 2.32.

Martillo metálico

Punzón de punto

Fig. 2.32Procedimientopara marcar las

partes delmotor.

Después de marcar las tapaderas y la carcaza del motor,puede proceder a desarmar el motor. Se le recomiendaseguir las siguientes precauciones.

1. No use martillos metálicos directamente sobrecualquier parte del motor, ya que el impactopuede romper o fracturar al hierro fundido.También puede deformar otras partes.

2. No use desarmadores o destornilladores paraforzar las tapaderas al tratar de separarlas, estopuede producir marcas o daños en las unionestapadera-estator.

3. Esté preparado para registrar elprocedimiento de desarmado y arregle ladisposición de las partes en un orden queidentifique su posición.

4. Tenga listo un cuaderno de notas y un lápizpara anotar la forma en la que están dispuestaslas conexiones internas de los devanados.

Luego de hacer las marcas correspondientes en elmotor, proceda a desarmarlo de la manera siguiente:

1. Remueva los tornillos o pernos de sujeción delas tapaderas a la carcaza.

2. Después de efectuar el paso anterior,colóquese en posición de retirar las tapas dela carcaza. Tan pronto como separe lastapaderas, el rotor queda soportado por elestator. Deberá tomar precauciones paraevitar que el rotor sufra daño, usando soporteso polipastos. Entre más grande es el motor,tendrá mayor riesgo de daño.

3. Use un martillo de bola y un bloque de maderapara proteger contra daño, como se muestraen la Figura.2.33.



Fig. 2.33 Procedimiento para desmontar lastapaderas con un bloque de madera.

4. Remueva las tapaderas de ambos lados delmotor, retirando el rotor lentamente yprocurando previamente haber desconectadotodos los alambres del circuito que puedanhaber, por ejemplo los del interruptorcentrífugo.

5. En la medida que continúe con el proceso dedesarmado, registre todas las partes que seretiran y el orden en que van colocadas. Elaboreun diagrama del alambrado. Haga una lista decolores, de acuerdo al código para cada terminal,o bien use la numeración convencional.

6. Una vez que haya retirado las tapas del eje delmotor, retire el rotor, teniendo cuidado de queno se golpee contra el estator o los devanadosdel estator para evitar daños; por lo quedependiendo del tamaño del motor, debeadoptar distintas formas de soporte del rotor,observe la Figura 2.34.

COJINETES DESGASTADOS

Cuando los cojinetes de un motor eléctrico estándesgastados, se produce un descentrado del rotor delmotor y, debido a que el entrehierro o espacio de aireentre el rotor y la armadura del estator esnormalmente un espacio muy pequeño, estedescentramiento produce en ocasiones un rocemecánico entre el rotor y el estator, con lo cual seorigina un deterioro en los devanados.

Este tipo de falla se puede reconocer observando lasmarcas producidas por el roce entre el rotor y es estator.

Cuando los cojinetes están desgastados existenposibilidades de que el motor no funcione o, si lo hace,haga un ruido producido por el roce mecánico; debidoa esto, debe vigilar que no exista juego del eje sobre elcojinete, para esto se intenta mover en el sentidovertical el extremo libre del eje, es decir el del lado deaccionamiento.

Cuando exista juego vertical, como lo muestra la Figura2.35, es señal de que el cojinete y muy raras veces eleje están desgastados, en este caso tendrá que sustituirel cojinete o el rotor por uno nuevo.

Fig. 2.34 Formade desmontarun rotor de unmotor grandecon ayuda del

polipasto.



Cojinetes desgastados:

Cuando los cojinetes de un motor eléctrico estándesgastados, se produce un descentrado del rotor delmotor y, debido a que el entrehierro o espacio de aireentre el rotor y la armadura del estator esnormalmente un espacio muy pequeño, estedescentramiento produce en ocasiones un rocemecánico entre el rotor y el estator, con lo cual seorigina un deterioro en los devanados.

Este tipo de falla se puede reconocer observando lasmarcas producidas por el roce entre el rotor y elestator.

Cuando los cojinetes están desgastados existenposibilidades de que el motor no funcione o, si lo hace,haga un ruido producido por el roce mecánico; debidoa esto, debe vigilar que no exista juego del eje sobre elcojinete, para esto se intenta mover en el sentidovertical el extremo libre del eje, es decir el del lado deaccionamiento.

Cuando exista juego vertical, como lo muestra la Figura2.35, es señal de que el cojinete y muy raras veces eleje están desgastados, en este caso tendrá que sustituirel cojinete o el rotor por uno nuevo.

Fig. 2.35 Juego vertical o radial existente por desgaste decojinetes.

El mantenimiento de los cojinetes y chumaceras varíaligeramente, dependiendo de su tipo, ya sea tipodeslizante, de rodillos o rodamientos o de bolas, o biende tipo liso con fieltros o cueros de cierre para evitarfugas de aceite.

Fig. 2.36 Sistema de lubricación de chumaceras tipodeslizante.

Drenaje de aceite

ResorteVástago

Drenaje de aceiteAnillo deaceite

Portachumacera

Chumacera

Dispositivo para llenado de aceite

Fig. 2.37 Tipos de cojinetes: A) De bolas. B) De rodillos.

Reemplazo de los cojinetes

Lo primero que hará al proporcionarle mantenimientoa los cojinetes del motor será la limpieza, y esto por logeneral implica desarmar el motor para aplicar unprocedimiento de limpieza general.

Para esto, a menos que sea estrictamenteindispensable, no es necesario que extraiga loscojinetes que estén en buenas condiciones.

D r e n a j e sexteriores

Pista derodamiento

Separador

Balín obola

Rodillo

A B



Extractor de tornillo

CojineteLlave deperico Rotor

Cuando necesite extraerlos, debe almacenarlos oguardarlos en papel aceitado, procurando tambiénmantenerlos limpios.

Cuando el estado de los cojinetes requiere que seanreemplazados,deberá hacerlo con herramientasespeciales para tal fin.

En la Figura 2-38 se muestra un conjunto de árboles obarras para remover chumaceras tipo deslizante.

Fig. 2.-38 Conjunto de árboles o barras para extraerchumaceras deslizantes.

Estas barras o herramientas vienen en varios tamañosy cada barra puede tener hasta cinco diámetros.

La herramienta está diseñada de tal forma que eldiámetro exterior pueda pasar a través del portachumacera sin dañarlo.

Las chumaceras se pueden remover golpeando laherramienta con un martillo, o bien con el mismo tipode herramienta, pero accionando a presión como lodemuestra la Figura 2.39.

Fig. 2.39 Forma decolocar la tapa y laherramienta para

extraer laschumaceras.

En el caso de los cojinetes, también usará distintostipos de herramientas para su extracción, algunas deestas se muestran en la Figura 2.40 .

Fig. 2.40. Extractores de tornillo con abertura regulable.

La técnica que utilizará para manejar los extractoresy extraer los cojinetes de sus cunas se muestran en lafigura 2.41.

Tuerca deregulación

Patas ovarillas

Tornillo

Tuerca de regulación

Varillas de tracción

Fig. 2.41 Técnica para extracción de cojinetes con elextractor.



Eje torcido

Si después de que verificar si las tapaderas están bienmontadas, tiene dificultad para hacer que gire el motoraccionándolo manualmente, entonces, es casi seguroque el eje se encuentra torcido.

La reparación deesta falla enm o t o r e spequeños puedehacerla con el rotormontado sobre lospuntos del torno ycon una palanca oun pedazo detubo colocado enla parte curvada,intente enderezar,como lo indica laFigura 2.42.

Esta falla puede

verificarla desmontandoel rotor del motor y

colocándolo entre lospuntos de un torno.

Accionando el tornoobservará si el eje gira

de forma centrada odescentrada.

Fig. 2.42 Rotor de motor eléctrico montado en un tornopara rectificarlo.

COJINETES O CHUMACERASEXCESIVAMENTE APRETADOS

Rotor ConmutadorCabezal del torno

Eje

Cuando los cojinetes están excesivamenteajustados con el eje del rotor, resulta muy difícilhacerlo girar a mano, y si se ha descartado el problemadel eje torcido, entonces la solución se encuentrarectificando los cojinetes para que ajusten debidamente.Otra opción es también pulir el eje con lija metálica.La parte del eje a pulir la señala la figura 2.43.

El otro aspecto que se debe descartar es el montajedefectuoso de las tapas.

2.4.7 LOS PROBLEMAS ELÉCTRICOS EN LOSMOTORES DE FASE PARTIDA

Los problemas que con mayor frecuencia presentaránlos motores eléctricos monofásicos de fase partida seclasifican en dos categorías:

Efectos de Sobrecargas.Efectos ambientales y de mantenimiento.

EFECTOS DE SOBRECARGAS

La mayoría de los problemas que generan lassobrecargas se refleja como un sobrecalentamientoen el estator, como lo muestra la Figura 2.44.Bancada del torno

Fig. 2.44 Devanado dañado por sobrecalentamiento.

Los arranques y paros repetidos generan tambiénesfuerzos mecánicos sobre los cabezales de las bobinasy las bobinas en forma individual.

Fig. 2.43 Parte del eje a pulir con lija.

Parte del eje a pulircon lija



Estas fuerzas mecánicas generadas vía el proceso deoperación del motor (arranque-paro) se refleja comoun esfuerzo físico en los cabezales de las bobinas yterminales de las espiras de cobre, incrementando losproblemas potenciales por fractura del aislamiento delas partes conductoras.

Otra posibilidad que se presenta es un incrementosustancial en la temperatura del aislamiento, comoresultado del proceso de arranques y paros del motoren tiempos relativamente cortos.

El simple calor generado por estos procesosincrementa la temperatura, acelerando eldeterioro del aislamiento, encombinación con los esfuerzos físicosaplicados al sistema. Si tiene polvo yhumedad, se puede acelerar el procesode falla.

Estas condiciones de falla se puedenpresentar en un motor algunos mesesdespués, siguiendo el proceso de

operación normal.

A continuación observará una serie de problemas, susposibles causas y sus efectos.

PROBLEMAS EN LA RED DE ALIMENTACIÓN

• BAJO VOLTAJE EN LA LÍNEA

EFECTOS

Sobrecalentamiento en el devanado del estator.Deterioro del aislamiento (fracturay pulverización).Cortocircuito de espira a espira o de bobina abobina, o de fase a fase, o de fase a tierra.Daño en el estator.

Las sobrecargas no deberían afectar a un motorprotegido correctamente, ya que cualquier sobrecargacon tiempo mayor que el ajuste de la proteccióncontra sobrecarga deberá ser detectada y controlada.

PROBLEMAS DEL SISTEMADE DISTRIBUCIÓN

Ciclo excesivo de trabajo o cargaspulsatorias.Sobrecargas contínuas.Tiempos de aceleración prolongados.Problemas mecánicos en las cargas.Bajo voltaje en la alimentación.Arranque y paros repetidos.

EFECTOS

Sobrecalentamiento en el devanadodel estator.Deterioro del aislamiento.cortocircuito de espira a espira, de bobina abobina, de fase a fase o de fase a tierra.Daño al estator.

PROBLEMA DE TIPO ELÉCTRICO

Temperatura ambiente elevada.Obstrucción en el sistema de ventilación.

EFECTOS

Sobrecalentamiento en los devanados.Deterioro de los aislamientos porsobrecalentamiento.Falla de aislamiento de las bobinas.

ESFUERZOS DE VOLTAJE

EFECTOS

Falla dieléctrica del aislamiento.Falla del aislamiento de las bobinas.



PROBLEMAS DE TIPO MECÁNICO

Pérdida o exceso de lubricante.Contaminación en el lubricante de lascojinetes.Sobrecalentamiento en el lubricante de loscojinetes.

EFECTOS

A. Sobrecalentamiento y/o deterioro en ellubricante de los cojinetes.

B. Fallas en los cojinetes.

PÉRDIDAS DE ALINEACIÓN EN EL EJE OPROBLEMAS CON LA CIMENTACIÓN

EFECTOS

Vibración excesiva.Sobrecalentamiento y/o deterioro en ellubricante de los cojinetes.Falla en el cojinete.

PRUEBAS ELÉCTRICAS ENLOS DEVANADOS

Antes de que pierda tiemposuponiendo que unmotor tiene alguna falla,es conveniente queobserve las condicionesdel circuito.

Si el motor continúaoperando, puedemedirle la corriente

usando un amperímetro degancho, como lo muestra la Figura 2.45. Conesto elimina la necesidad de desconectar losconductores para conectar un amperímetroconvencional en serie con el circuito a medir.

Fig. 2.45. Amperímetro de gancho, utilizado para no abrirlas líneas de alimentación.

Compare la lectura del amperímetro de gancho de lacorriente a plena carga del motor, con la que apareceen la placa de datos del mismo.

La corriente debe estar dentro del 5% de variacióncon respecto a su valor nominal, operando el motor aplena carga.

Si los valores de la corriente varían en formasignificativa, entonces es necesario que mida con unvoltímetro, el voltaje de alimentación, y lo compararecon los de la placa del motor.

Cuando la corriente es alta y el voltajebajo, la causa puede ser el motor; por lo

que debe desconectarlo de la línea ymedir el voltaje, si es demasiado alto odemasiado bajo, se debe corregir antes

de proceder al desarrollo de pruebaseléctricas.

Si el voltaje se eleva de su valor nominal con el motordesconectado, se tiene una mayor posibilidad de queel motor esté defectuoso. Debe verificar primero unposible incremento en la carga mecánica, antes desuponer que se trata de un problema eléctrico. Elproblema de la carga mecánica se puede derivar deun acoplamiento defectuoso, chumaceras o cojinetesen mal estado o falta de lubricación, así como un posible



aumento en la corriente quedemanda el motor, con la

consecuente caída de tensión.

La mayoría de fallaseléctricas en los

motores se deben principalmente afallas del aislamiento de los devanados,

este falla como se mencionó anteriormente,porque los motores operan con temperaturas arribade sus valores nominales; esta condición puede sercausada por una sobrecarga o una pobre ventilación.

También son causa de fallas en losmotores eléctricos: La exposición a lahumedad, las atmósferas corrosivas, elpolvo, las limaduras o partículasmetálicas, así como los arcos eléctricosen la alimentación o fallas en loscontroladores (arrancador y cuchillas).

Una de las fallas más comunes en los devanados esel corto circuito, éste se puede dar cuando dos omás espiras están eléctricamente en contacto,cuando una espira hace contacto con las laminacionesdel estator o rotor, o bien con la carcaza.

Esto significa que el cortocircuito puede ser entredevanados o de un devanado a tierra; estos tipos decorto circuitos conducen a su vez a otra falla, que es lade devanado o bobina abierta.

Durante el funcionamiento del motor, un cortocircuitopuede ser provocado por una sobrecarga o exceso decorriente que caliente los devanados, de modo queesto puede hacer que se quemen los aislamientos delos conductores, quedando éstos al descubierto.

Un cortocircuito en cualquier parte del devanadopuede provocar una operación ruidosa del motor, conpresencia de humo.

Otro indicativo de corto circuito es la demanda oconsumo de una corriente elevada cuando el motoropera en vacío (sin carga mecánica acoplada a su eje).

Para la localización de bobinas en corto circuito puedeutilizar los siguientes procesos:

Si el motor lo permite, póngalo en marcha y déjelooperar durante algún tiempo, localice al tacto labobina más caliente, que será aquélla que seencuentra en corto circuito.

Otros de los métodos comunes para el desarrollode las pruebas eléctricas en los devanados, sonlos siguientes:

El método de la lámpara de prueba.El método del voltímetro o amperímetro.El método de Megger o medidor de resistenciade aislamiento.El método de Growler o Zumbador.

Estos procesos y métodos de pruebasimplificados que se usan en forma más común,

los observará en forma gráfica acontinuación, definiendo en cada figura lametodología a seguir, las conexiones y la

interpretación de los resultados.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS DELESTATOR PARA DETECTAR FALLAS ATIERRA CON UNA LÁMPARA DE PRUEBA

Conecte una punta de prueba a la carcaza y la otra acada terminal de fase, en forma alternativa. La formade conectar la lámpara al motor se indica en las figura 2.46.

11

22

Bobina dearranque

Interruptorcentrífugo

Lámpara deprueba

Fig. 2.46. Lámpara de prueba conectada a la carcaza y auna terminal.



Si el contacto chispea o enciende la lámpara (aún conbaja intensidad) entonces hay falla.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS DELESTATOR PARA DETECTAR FALLAS DEBOBINAS ABIERTAS CON UNVOLTÍMETRO

Para determinar si un devanado esta abierto, conectelas puntas de prueba como se muestran en las Figuras2.47.

Fig. 2.47. Voltímetro midiendo para detectar fallas debobinas abiertas.

Si el circuito no está abierto, el voltímetro conectadose leerá a plena escala.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS DELESTATOR PARA DETECTAR FALLAS DEAISLAMIENTO, BOBINAS ABIERTAS Y ELINTERRUPTOR CENTRIFUGO POR MEDIODE UN ÓHMETRO

Fallas de aislamiento

Estas fallas pueden detectarse fácilmente con elóhmetro. Como primer paso verifique que el motorno esté conectado a la red eléctrica local. Seleccionela escala mas alta y mida una a una, todas las puntascon referencia a la carcasa del motor, esta prueba lapuede observar en la Figura 2.48.

A la redeléctrica

Fig. 2.48 Óhmetro midiendo el aislamiento del motor.

Bobinas abiertas

Esto puede comprobarlo cuando ha ocurrido un cortocircuito, un sobrecalentamiento, o un objeto hacortado parte del devanado.

Las prueba a realizar la puede observar con la Figura2.49.

Fig. 2.49 Óhmetro midiendo la ruptura de un devanado.

Fallas en los contactos del interruptor centrífugo

En esta prueba debe verificar cuales con los contactosdel interruptor centrífugo, y armado el motor, hágalogirar con ayuda de otro motor. Cuando está en reposo,los contactos tendrán que estar cerrados, por lo queel óhmetro medirá una resistencia cero. Cuando elmotor haya alcanzado aproximadamente el 75% de



su revoluciones nominales, los contactos se abren ycomo consecuencia, el óhmetro medirá una resistenciainfinita. Vea la Figura 2.50.

Fig. 2.50 Óhmetro midiendo el interruptor centrífugo enreposo.

PRUEBAS DE AISLAMIENTO EN LOSMOTORES POR MEDIO DEL MEGGER

Un Megómetro o Megger es undispositivo que detecta deterioro en elaislamiento, midiendo valores de altaresistencia bajo condiciones de prueba enalto voltaje.

Los voltajes deprueba de los meggers se

encuentran en el rango de 50 Voltiosa 5,000 Voltios.

El megger detecta fallas de aislamiento, o bienfallas potenciales del aislamientos, causadas porexceso de suciedad, humedad, polvo, calor,vapores corrosivos o sólidos, vibraciones yenvejecimiento.

Existen diferentes tipos de Megeers, la Figura 2.51muestra tres tipos.

Fig. 2.51 Tres diferentes tipos de Megger.Todos con la misma función.

PRUEBA DE AISLAMIENTO EN SITIO

Una “prueba de aislamiento en sitio” es una pruebapara verificar el aislamiento del motor. Se hace cada seismeses cuando el motor está en servicio.

Para desarrollar esta prueba aplique el siguienteprocedimiento:

Conecte el Megger para medir la resistenciade cada terminal del devanado a tierra. Laslecturas debe registrarlas después de 60segundos. En caso de que no obtenga lalectura mínima aceptable, revise y démantenimiento al motor. Se debe registrar elvalor de la lectura mínima, ya que ésta sirvede referencia.

Se descargan los devanados del motor a travésde una resistencia de 5 KW, 5 W.22

Conexión a tierra

Conexión aldevanado o fase

11



Se repiten los pasos anteriores cada 6 meses.33PASO 2• Descargar el motor• Resistencia para

descargar el motor

PASO 1• Medición

A tierra

Fig. 2.52. Megger tipo manija, midiendo el aislamientodel motor eléctrico monofásico de fase partida.

PRUEBA DE MOTORES ELÉCTRICOSMONOFÁSICOS CON ROTORES JAULA DEARDILLA POR MEDIO DEL GROWLER

La pérdida en el Par de arranque a velocidad nominalen un motor de inducción se puede deber a circuitosabiertos en el rotor de Jaula de Ardilla.

Para que pruebe el rotor y determine qué barras estánabiertas debe proceder de la manera siguiente:

Coloque el Rotor sobre del Growler.

Coloque el Amperímetro de Gancho enla línea de alimentación del Growler y

ajuste el amperímetro a la escala másgrande.

Megger tipo manija

11122

Energice el Growler y gire el Rotor sobreel mismo tomando notas de las corrientes.

El Growler actúa como el primario deun transformador.

Si el Rotor está bien, debe tener mas omenos las mismas indicaciones decorriente en todas las posiciones.

33

Esta prueba puede realizarla como lo indica laFigura 2.53.

44

El Growler no es más

que un inductor cuyo

campo se hace pasar al

devanado del rotor.

Nota:

Fig. 2.53 Growler y Amperímetro de Gancho en conexiónde prueba del Rotor Jaula de Ardilla

de un motor de inducción.




En esta sección se hará referencia en unaforma breve a las medidas de seguridad quedebe tener al momento de proporcionarlemantenimiento a los motores eléctricos.

Al igual que el mantenimiento, la seguridadestá dividida en dos partes.

La seguridad con el manejo de laelectricidad.

La seguridad con los componentesmecánicos.

LA SEGURIDAD CON EL MANEJODE LA ELECTRICIDAD

Como electricista usted siempre debe recordar queestá trabajando con la electricidad y por lo tanto debeaplicar las cinco normas de seguridad siguientes:

• DESCONECTE TOTALMENTE LA TENSIÓN

• EVITE UNA RECONEXIÓN

• COMPRUEBE LA AUSENCIA DE TENSIÓN

• TAPE O CUBRA LAS PARTES PROXIMAS SOMETIDAS A

TENSIÓN

La Norma VDE 0105 (Asociación de ElectrotécnicosAlemanes) prohíbe terminantemente trabajar conpartes de circuitos sometidas a tensión.

Una buena forma de cumplir con estas medidas deseguridad es que desenrosque los fusibles o quedesconecte los disyuntores, llevándoselos consigo paraque nadie ajeno vuelva a reconectarlos.

05

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15

20

25

30

35

Deberá aplicar medidas que garanticen que sóloaquellas personas que trabajen en las instalaciones

puedan volverlas a conectar.

REALIZACIÓN:

Si ha desenroscado los fusibles no deberádejarlos junto a la caja de distribución, sinoque deberá llevárselos consigo. Losdispositivos de bloqueo ofrecen una

seguridad adicional como los taponesroscados de bloqueo, que no sonmás que tapones plásticos similaresa los reales, los cuales no permitenel acceso a otro fusible.

Para que otros técnicos o usuarios dela instalación se informen de los trabajos

que se están realizando puede emplearetiquetas autoadhesivas que pegará sobre

los dispositivos protectores, disyuntores o porta-fusibles. Suelen ser de color rojo o amarillo. Lasetiquetas son como lo muestra la figura 2.54.

Fig. 2.54. Etiqueta que puede utilizar para seguridad dereconexión.

Evidentemente es más seguro que ninguna otrapersona pueda tener acceso a los interruptores, o seaque los armarios o salas de conmutación esténcerradas.

Aunque crea haber interrumpido el circuito eléctricoadecuado, en determinados casos aún puede sucederque determinadas partes de la instalación en cuestiónestén sometidas a tensión, bien sea por fallos en el



circuito de la instalación o por rotulados o indicadoresequivocados. Por tanto, deberá comprobarnecesariamente la ausencia de tensión antes deempezar a trabajar.

REALIZACIÓN:

Verifique que el instrumento verificadorde tensión o sea un voltímetro esté enbuenas condiciones.

Mida en todos los puntos cercanos al áreade trabajo si existe tensión.

Inicie su trabajo hasta que esté totalmenteseguro.

PPPPPRECAUCIONES EN EL MANEJO DEL

MEGGER

En los párrafos anteriores se mencionó,que el Megger es un aparato que realiza

mediciones de aislamiento, este aparato puede generaren su interior un voltaje que puede llegar a los 5000Voltios, mediante el accionamiento de la manija, porlo que deberá seguir las siguientes instrucciones:

1. Desconecte el motor eléctrico de la conexiónde la red, inclusive de la protección de tierrafísica.

2. No Toque el motor con su cuerpo cuando estérealizando la medición con el Megger.

3. Si hubiera necesidad de tocar alguna parte delmotor, entonces utilice un alicate con losmangos aislados y con la inscripción en elaislante, indicando que soporta hasta 5,000Voltios.

4. Utilice guantes de electricista, si va a manipularel motor.

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22

33

LA SEGURIDAD CON LOSCOMPONENTES MECÁNICOS

Cuando le brinde mantenimiento a unmotor eléctrico debe considerar laseguridad suya y de los que le ayudan.

Muchos accidentes pueden evitarsesimplemente con ser ordenado en sutrabajo y con su herramienta.

Normalmente todas las herramientastraen instructivos de uso de lasmismas.

Debe seguirlas al pie de la letra paraevitar situaciones que pueden traerpeligro hacia usted.

SEGURIDAD EN EL MANEJO DE LOSMARTILLOS

NUNCA utilice el martillo si el cabono está sujeto firmemente a

la parte de acero.

NUNCA trabaje con elmartillo si hay algunapersona enfrente deusted.

El martillo de acero puede salir expulsado hacia lapersona que está el frente de usted.

2.4.9 PROTECCIÓN AMBIENTAL

Cuando utilice materiales corrosivos, aceites osolventes, no debe desecharlos en la tierra o en eldesagüe, ya que estos materiales perjudican el medioambiente.



Lo que debe hacer para desechar estos materiales eslo siguiente:

1. Busque un recipiente de plástico o metalsuficientemente duro para soportar

este material corrosivo, esterecipiente debe tener unatapadera hermética.

2. Utilice un recipientepara cada residuo. Nuncamezcle los solventes o

aceites que no sean delmismo tipo ya que estoprovocará, en algunos

casos, gases tóxicos y altamenteinflamables.

3. Cuando el recipiente esté lleno, puedellevarlo a la recicladora más próxima. Siaun no existiera alguna en el área, selle elrecipiente y guárdelo en algún lugar seguroy adecuado. En algún momento llegará larecicladora para procesarlos.

Nunca queme los restosde plásticos o inflamables

ya que estos humos dañanla capa de ozono.

Utilice materiales que no sondañinos a la capa de ozono. Normalmente losmateriales que no dañan la capa de ozonotraen en la etiqueta una indicación, con la queusted puede saber si los puede utilizar.

2.5 MOTOR CON CAPACITOR DEARRANQUE

El Motor monofásico con capacitor de arranque tieneuna aplicación muy extensa, ya que su gran par dearranque y su velocidad casi constante lo hacen idóneo

ADVERTENCIA

para compresores de aire, compresores derefrigeración, bombas de gasolina, quemadores depetróleo, etc.

En aplicaciones como el impulso de compresores ensistemas de aire acondicionado que trabajan con altacontrapresión, el motor con capacitor de arranque essin duda la elección inmediata, pero en otros casoscomo el de los refrigeradores para uso doméstico, elmotor de fase partida constituye una alternativa máseconómica; un diseño cuidadoso del devanado auxiliarpermitirá lograr un par de arranque suficiente en lascondiciones de operación más severas que puedanpresentarse.

El costo de un motor con capacitor de arranque es un40% ó 50% más alto que el de uno de fase partida, locual confirma que el capacitor sólo debe utilizarsecuando su elevado par de arranque es absolutamentenecesario en la práctica.

2.5.1 DEFINICIÓN DE MOTOR CONCAPACITOR DE ARRANQUE

El Motor con capacitor de arranque es similar al defase partida, con la diferencia de tener conectado enserie al devanado auxiliar un capacitor de arranquecon capacidad adecuada; va montado en la partesuperior de la carcasa del motor. Observe Figura 2.55.

Como el capacitor puede proyectarse de capacidadsuficiente, con este tipo de motor se consigue en elarranque un desfase mayor que en el tipo de fasepartida y, por tanto, mayor par de arranque y mejorrendimiento. Por esta razón se construyen en una gamamás amplia de potencias, que abarca desde 1/8 hasta2 y 3 CV.

Fig. 2.55. Vista lateral y frontal de un motor monofásicocon capacitor de arranque.



2.5.2 FUNCIONAMIENTO DE MOTORMONOFÁSICO CON CAPACITOR DEARRANQUE

Ya se ha visto que en el caso del motor de fase partida,el diseñador dispone realmente de un escaso margenen cuanto al ángulo de diferencia de fase, que puedeobtenerse entre las corrientes del devanado de trabajoy del devanado auxiliar.

En cambio, si se coloca un capacitor de arranque (Ca)en serie con el devanado auxiliar es posible incrementardicho ángulo hasta casi 90 grados. Si se recuerda que elpar de arranque es proporcional al seno del ángulocomprendido entre las dos corrientes y que el seno de 30grados (que es el valor angular máximo que puedeobtenerse prácticamente en un motor de fase partida)es 0.5 y el seno de 90 grados es 1, resulta claro quesólo por este concepto el par de arranque sería por lomenos del doble en un motor con capacitor dearranque.

Observe en la Figura 2.56 y 2.57 que la corriente delínea será mucho menor que en el caso de la máquinacon capacitor de arranque de lo que sería en el motorde fase partida, debido precisamente a que el ánguloes mayor.

Esto significa que para un mismo valor de corrientede línea, las corrientes del devanado auxiliar y deldevanado de trabajo pueden ser mayores, con lo cualse incrementa aún más la magnitud del par de arranque.

Fig. 2.56. Esquemade las intensidadesque circulan en unmotor monofásicocon capacitor de

arranque.

IL = Intensidad de Línea.It = Intensidad de trabajo.Ia = Intensidad de arranque.VL = Voltaje de Línea.

Fig. 2.57. Ángulo entre las corrientes en un motormonofásico con capacitor de arranque.

V = Voltios.Ia = Intensidad de arranque.It = Intensidad de trabajo.a = Ángulo de desfase

El motor con capacitor de arranque tiene el más altopar inicial de todos los tipos de motor monofásico,especialmente en lo que respecta al valor del par porunidad de corriente o par por amperio.

Naturalmente que el incremento en el par se obtienea expensas de un costo extra, ya que por lo general elcapacitor de arranque (Ca), debe tener una capacidadbastante elevada (400 microfaradios o más) y requiereun aislamiento adecuado para el voltaje al que va aestar sujeto, que es mayor que el de la línea dealimentación. Por ello su costo resulta considerable.Es necesario también que el dispositivo de desconexiónactúe oportunamente puesto que el voltaje aplicadoal capacitor de arranque, se incrementa a medida queel motor adquiere velocidad, y si no se desconecta delcircuito puede dañarse. Para esta aplicación, el tipode capacitor normalmente empleado es el electrolíticoespecial para corriente alterna (reversible).

2.5.3 PARTES DEL MOTORCON CAPACITOR DE ARRANQUE

En la figura 2.58 puede observar la similitud de laspiezas del motor monofásico con capacitor dearranque con las del motor de fase partida y en la Figura2.59 observe de nuevo las partes del motor con



capacitor con su protección térmica interna.Esta protección térmica sirve para desconectarmomentáneamente el motor cuando este calienta másde la temperatura admisible y que no se dañen losaislamientos del motor. La protección térmica se hacea través de un bimetal (dos metales que se dilatan dediferente forma al aumentarles la temperatura y abrenun contacto).

Constructivamente, el motor con capacitor dearranque solamente se diferencia del motor de fasepartida por el capacitor que lleva conectado en seriecon el arrollamiento de auxiliar.

Interruptorcent r í fugo

Devanadoauxiliar

Devanadodetrabajo

Red

Rotor

Capacitor dearranque

Fig. 2.58. Esquema de un motor monofásico concapacitor de arranque y sus partes (sin protección

térmica).

Fig. 2.59. Esquema de un motor monofásico con capacitorde arranque y sus partes (con protección térmica interna).

1. Interruptor centrífugo.

2. Capacitor de arranque.

3. Devanado de trabajo.

4. Protección térmica.

5. Devanado auxiliar o de arranque.

6. Caja de bornes de conexión.

CAPACITOR DE ARRANQUE

Los capacitores para arranque delmotor son del tipo electrolítico (Fig.2.60). Estos se fabrican arrollandodos tiras de lámina de aluminiotratadas electroquímicamente, paragenerar el delgado dieléctrico enforma de película de óxido dealuminio, las cuales están separadaspor dos películas de materialaislante. El conjunto se aloja en unrecipiente adecuado y se impregnacon un electrolito que regenera eldieléctrico a lo largo de su vida.Esta construcción permite teneruna capacitancia varias vecesmayor para el mismo tamaño delrecipiente, que la que podríaobtenerse con la construcciónusual. Por supuesto que la elevadacapacidad nominal del capacitor sebasa en el hecho que solointerviene unos cuantos segundos durante cadaarranque del motor, y después permanece fuera delcircuito.

Puede decirse que el motor monofásico con capacitorde arranque permite obtener un alto par de arranque,a cambio de un costo inicial mayor que el de un motorde fase partida. Tampoco debe perderse de vista elhecho de que el capacitor de arranque constituye otroeslabón de la cadena que puede dañarse y con el

Fig. 2.60.Capacitor

electrolíticoutilizado enmotores concapacitor de

arranque.



tiempo tener que reemplazarse. Por estas razonesel uso de un motor con capacitor de arranque debeestar plenamente justificado por los requisitos deoperación de la carga.

CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DEL MOTORCON CAPACITOR DE ARRANQUE

Estos motores comparten una desventaja con los defase partida: normalmente no es factible invertir susentido de rotación cuando está en movimiento; esdecir, se requiere que el motor se detenga o reduzcasu velocidad sustancialmente para poder intercambiarlas terminales de conexión del devanado auxiliar einvertir así el sentido de rotación.

MOTOR CON CAPACITOR PERMANENTE

La principal ventaja de este motor consiste en que norequiere un interruptor extra para desconectar eldevanado auxiliar, ya que tanto éste como el capacitorpermanente (Cp, también llamado de régimen o detrabajo), que está en serie con él, permanecen en elcircuito (Fig. 2.61). Otra ventaja es que con el, seobtiene un mejor factor de potencia y por consiguienteuna reducción en la corriente de línea.

Fig. 2.61. Motor concapacitor permanente y

sus intensidades.

IL = Intensidad de Línea.It = Intensidad de trabajo.Ia = Intensidad de arranque.VL = Voltaje de Línea.

Sin embargo, como el capacitor permanece conectadoen el circuito en todo momento, ya no puede ser deltipo electrolítico, sino que debe emplearse un capacitorimpregnado de aceite (Fig. 2.62), cuyo costo y volumenpor microfaradio de capacidad son bastante máselevados. Por otra parte una vez que el motor arranca,la capacidad requerida en el circuito auxiliar es muchomenor. Por esas razones, la capacitancia enmicrofaradios para un motor de este tipo es muchomenor que en uno con capacitor de arranque (5 a 20microfaradios, lo cual es una indicación de que el parde arranque que puede esperarse no es muy grande.

Fig. 2.62. Capacitor impregnado de aceite.

En el capacitor de aceite el dieléctrico de papel estáimpregnado de aceite y el conjunto de papel y láminasse sumerge en un depósito también de aceite, conobjeto de aumentar el poder dieléctrico y evitar, almismo tiempo, un calentamiento excesivo.

El bajo par inicial inherente a este tipo de motor limitapor tanto, su uso en aplicaciones como ventiladoresde aspas o de tipo turbina cuyos requisitos de par enel arranque son relativamente bajos.

En los motores con capacitor permanente, los dosdevanados pueden ser iguales, con lo cual, el motorpuede hacerse girar en uno u otro sentido, con unsencillo cambio de conexiones, como se muestra enla Figura 2.63 y 2.64.

Una de las líneas de alimentación está conectada enforma permanente al punto C, mientras que la otra



línea se conecta alternativamente al punto a o al puntob, según el sentido de rotación deseado.

Fig. 2.63. Motor monofásico con capacitor permanentepara giro a la derecha.

Fig. 2.64. Motor monofásico con capacitor permanentepara giro a la izquierda.

Esto permite invertir la marcha del motorsin necesidad de detenerlo, lo cualconstituye una ventaja sobre el motor defase partida y del motor con capacitor de

arranque. Se aplica con frecuencia en lavadorasde ropa del tipo de impulsor, en las que la mezcla deagua, ropa y detergente se agita, haciendo girar elimpulsor (motor con capacitor permanente), primeroen un sentido y luego en el opuesto, para evitar que laropa se enrede. Lo anterior se logra fácilmente pormedio de un temporizador que sólo tiene quecontrolar un interruptor de un polo y un tiro.

Otra ventaja del motor con capacitorpermanente, es que permite cierto controlde velocidad mediante una variación de

voltaje aplicada a sus terminales. Este tipode control es utilizado sobre todo en ventiladores, en

los que el volumen de aire manejado se pueda variarde manera muy simple.

Fig. 2.65 Control de velocidad de un motor con capacitorpermanente (Cp), por medio de derivaciones en el

devanado de trabajo.

Esta variación de velocidadobedece al hecho de que alajustar el voltaje aplicado almotor, se modifica laintensidad del campomagnético y enconsecuencia, el parmotor.

Un inconveniente de este tipo decontrol de velocidad es el hecho de que lavelocidad obtenida depende de la carga. Es decir, si elmotor opera en vacío, la variación de velocidadobtenida por este método será prácticamente nula,mientras que con una carga considerable la variaciónde velocidad podría resultar excesiva.

La corriente de arranque que toma un motor concapacitor permanente es muy baja, por lo que no afectaa las demás cargas conectadas al mismo circuito, encontraste con lo que ocurre en el caso de los motoresde fase partida o con capacitor de arranque, queproducen una caída de voltaje considerable. Estopuede ocasionar un parpadeo molesto en las lámparasconectadas al sistema, y afectar a otras cargasalimentadas por el mismo circuito.

Baja

Media

Alta

Dev

anad

o de

trab

ajo

Dev

anad

o au

xilia

r

Cp

V0 1

2

3



MOTOR DE DOBLE CAPACITOR

Es posible también combinar las características delmotor con capacitor de arranque utilizando uncapacitor electrolítico de capacidad elevada para elarranque, el cual se desconecta del circuito en elmomento oportuno. De este modo se deja sólo uncapacitor de baja capacitancia en serie con el devanadoauxiliar.

Dev

anad

o pr

inci

pal

Dev

anad

o au

xilia

r

Cp

V

Ca

Interruptorde arranque

Fig. 2.66. Motor de doble capacitor.

• Cp Capacitor permanente.• Ca Capacitor de arranque.

2.5.4 REVISIÓN DE FALLAS DE MOTORESMONOFÁSICOS CON CAPACITOR

Debido a que el mantenimiento de los motoresmonofásicos con capacitor es similar al de los motoresde fase partida, estudiados en la sección 2.4. Aquíúnicamente se limita a la revisión de fallas.

Un análisis de los circuitos y componentes de estospopulares motores, junto con ciertas pruebas sencillas,facilitan mucho el diagnóstico de fallas.

Cuando un motor con capacitor no arranca o funcionamal, no se debe necesariamente a que exista undevanado dañado, pues la falla podría estar en otroscomponentes, como los relevadores o interruptoresy sus mecanismos, capacitores o autotransformadores

averiados, conexiones flojas en los relevadorestérmicos de sobrecarga integrados o bien, enrodamientos en malas condiciones en el motor o en lacarga impulsada.

CONSIDERACIONES GENERALES

En los motores con desperfectos deben hacersepruebas sistemáticas a fin de localizar la dificultad conrapidez. En general, cuando un motor con capacitorestá inmóvil, suele haber dos circuitos en paralelo enél, por lo que cuando se energiza el motor debepercibirse un zumbido; en caso contrario,primeramente debe comprobarse que los aparatosprotectores o los interruptores de circuito derivadono estén abiertos. Entonces, mida el voltaje entre lasterminales de Línea en el motor (P1 y T4, Fig. 2.67).Si no hay voltaje, el circuito de alimentación estáabierto; después de alimentar y corregir tal condición,el motor debe funcionar bien. Si hay voltaje (en lasterminales P1 y T4) pero el motor no produce elzumbido, la causa puede ser una abertura o la roturade los conductores de línea, dentro del motor, o uncircuito abierto en los circuitos de arranque y demarcha. El sitio más probable de esa interrupcióninterna, es un protector térmico con los contactosabiertos, debido a un sobrecalentamiento o a unarranque deficiente. Algunos protectores son derestablecimiento automático cuando se enfrían; otros

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Fig. 2.67. Esquema de unmotor monofásico concapacitor de arranque ysus partes (conprotección térmicainterna). El motor es parasolo un voltaje y hay doscircuitos en paralelocuando está parado.

1. Interruptorcentrífugo.

2. Capacitor dearranque.

3. Devanado detrabajo.

4. Protección térmica.5. Devanado auxiliar o

de arranque.6. Caja de bornes de

conexión.



son de restablecimiento manual. Otra causa decircuitos internos abiertos puede encontrarse encontactos o conexiones defectuosos en el protectortérmico, lo cual se determina, si no hay voltaje cuandoconecte el voltímetro a los terminales T1 y T4.

ARRANQUE INCORRECTO CON CARGA

Si el motor, al ser energizado, produce el zumbido perono arranca o lo hace de manera deficiente, el voltajede alimentación puede estar bajo o en el caso de unmotor para doble voltaje, estar este mal conectado,con sus devanados en serie en el voltaje más bajo.Obviamente sólo en el arranque deben sospecharseconexiones incorrectas. Si el voltaje de línea y lasconexiones están correctos, debe desacoplar el motorde la máquina impulsada y hacerlo funcionar sin carga.Si ahora arranca en forma normal, entonces el arranqueincorrecto con carga puede deberse a:

contactos de un relevador o del interruptor centrífugopara el arranque se quedaron cerrados (pegados,soldados). En este caso, el sobrecalentamiento cesarácuando se desconecte un conductor terminal deldevanado de arranque, después de que el motor hayaarrancado y alcanzado su velocidad normal. Paracorregir tal falla hay que reemplazar el mecanismo dearranque averiado.

El sobrecalentamiento del autotransformador utilizadoen algunos motores con capacitores y para doblevoltaje puede deberse a un cortocircuito en elcapacitor, o bien a un corto o una falla a tierra en elautotransformador; con una de estas dos situacionescontinuará el sobrecalentamiento después dedesconectar el capacitor.

PRUEBA DE LOS DEVANADOS

Si el motor se sobrecalienta cuando funciona sin cargay después de que desconectó un conductor terminaldel devanado de arranque, esto le indica que hay unafalla a tierra o un cortocircuito en los devanados.

Para probar si hay tal falla a tierra, puede emplear unalámpara de prueba, conecte una de las puntas de lalámpara a uno de los bornes de conexión del motor yla otra punta de la lámpara a la carcaza del motor, si lalámpara enciende esto indica que el motor tiene fallaa tierra.

Para probar si hay cortocircuito entre el devanado detrabajo y el auxiliar del estator, desconecte uno delotro y conecte una de las puntas de la lámpara deprueba en un extremo del devanado auxiliar y la otrapunta de la lámpara en un extremo del devanado detrabajo, si hay continuidad, esto le indica que hay cortoentre estos dos devanados.

Para probar si hay cortocircuito en un devanado detrabajo se debe medir y comparar la resistencia óhmicade secciones similares del devanado, lo cual es sencilloen un motor de doble voltaje. Si hay resistenciasdesiguales en secciones similares, esto se deberá a uncortocircuito.

1. Sobrecarga.

2. Falla a tierra o cortocircuitos en losdevanados.

3. Capacitor o autotransformador enmalas condiciones.

4. Circuito abierto en el capacitor dearranque en un motor para

voltaje doble.

Cuando el motor arranca en forma correcta en vacíopero no lo hace con carga, ello puede deberse a quelos cojinetes estén demasiado gastados y existarozamiento del rotor contra el núcleo del estator.

Si el rotor no tiene rozamiento contra dicho núcleo yel motor arranca bien sin carga, observe sufuncionamiento. Si se sobrecalienta en un tiempo muycorto, párelo, debido a que probablemente los



Método I :Método I :Método I :Método I :Método I :

Un motor de doble voltaje con capacitor yautotransformador quizá no arrancará con carga, perolo hará sin carga si el capacitor de arranque está encircuito abierto. En este caso es probable que se puedamejorar el arranque si se puentea el capacitor con unalámpara o se le pone en cortocircuito con un trozo deconductor. Otros motores arrancarán en formacorrecta cuando se encuentren sin carga, solo si secoloca en derivación (se puentea) el capacitor dearranque. En estos casos se mejorará el arranque sise desconecta el capacitor y sus conductoresterminales se puentean con una lámpara adecuada. Uncortocircuito en un capacitor electrolítico sedescubrirá, a veces, en virtud de la tapa desprendidapor el aumento en la presión interna, aunque dispongade una válvula de seguridad.

PRUEBA DE LOS CAPACITORES

En la Figura 2.68 se ilustra una prueba eficaz paraprobar el capacitor en condiciones de circuito abierto,cortocircuito o pérdida de capacitancia, como la quepuede ocurrir en un capacitor electrolítico cuando seseca el electrolito por pérdidas en el cierre.

En esta prueba, excite el capacitor el tiempo precisopara poder tomar lecturas rápidas de voltaje yamperaje, pues este tipo de capacitor solo se empleapara servicio intermitente. Con una alimentación de60 Hz, la capacitancia en microfaradios es,aproximadamente, igual a (2650 x amperes) ÷ voltios,el resultado debe compararlo con el valor marcadoen el capacitor.

El fusible debe ser de capacidad un poco mayor que lacorriente nominal del capacitor. El propósito de estaprueba es determinar la capacidad en microfaradiosdel capacitor, por medio de la medición del voltaje y lacorriente en el circuito, y utilizar estos valores en lafórmula. Entonces, calcule la capacidad aproximada enmicrofaradios, para una frecuencia de 60 Hz.Sustituyendo esos valores en la siguiente expresión:

Microfaradios = 2650 x amperios voltios

Este valor calculado, como ya se dijo, debe compararsecon el marcado en el capacitor, si la capacitancia enmicrofaradios varía más del 5%, hay que reemplazarel capacitor.

Cualquier capacitor para repuesto debe ser especial(reversible) y de la misma capacidad nominal que eloriginal para obtener el par requerido en el arranque.Los capacitores electrolíticos corrientes son sólo paraCD y no para CA.

Fig. 2.68. Prueba sencilla de la capacidad enmicrofaradios de un capacitor, consiste en conectar un

amperímetro y un voltímetro en el circuito.

Otros procedimientos para probar los capacitoresutilizados con motores monofásicos, son los que seindican a continuación:

Una forma de resolver elproblema consiste ensustituir el capacitor porotro que se sepa está enbuenas condiciones. Si elmotor funciona, elcapacitor original estaba

averiado; si no, la falla está en algunaotra parte del motor.

Compruebe los capacitorescon un multímetro digitalcon escala de prueba paracapacitores que indica si elcapacitor está en buenascondiciones o no y además

mide la capacidad de éste.

Amperímetrode 0 a 10 A

Voltímetro de0 a 150 V

Línea de 100V60 Hz

Capacitor

Método I I :Método I I :Método I I :Método I I :Método I I :



Si el motor produce unzumbido pero no arranca al

energizarlo sin carga, puentee elcapacitor con una lámpara o, por un instante,

con un trozo de conductor (recuerde hacer todasestas pruebas tomando las medidas de seguridad).Si ahora arranca, hay un circuito abierto en elcapacitor. Si el motor no se pone en marcha, gire amano el rotor con rapidez, y conecte la corriente; esprobable que se acelere en el sentido en el que lohizo girar. Si acelera en forma normal, debesospechar una interrupción en el circuito de

arranque. Pero si el motor sólo llega al 75%de su velocidad normal, el devanado de

trabajo está en circuito abierto.

Otro método rápido paraprobar un capacitor, consisteen el uso de un multímetroanálogo utilizado comoohmetro. Con el capacitor

desconectado, coloque laspuntas de prueba del

aparato a cada terminal del capacitor, si no hay lecturainmediata de continuidad el capacitor está en corto.Si la aguja salta aproximadamente a la mitad de la escalay vuelve con lentitud hacia infinito, es probable que elcapacitor esté bien. (Dado que el multímetro análogosólo aplica 1.5 V de CD al capacitor, puede parecercorrecto en esta prueba, pero es posible que fallecuando se conecte al voltaje de las líneas, entoncesutilice métodos de pruebas con voltaje de línea)además, para probar si el capacitor hace tierra, coloquelas puntas del ohmetro entre una terminal y la cubiertadel capacitor; si la lectura es de cero ohmios, es quehay un contacto a tierra.

Conecte el capacitor en seriecon un fusible de 10 A a unalínea de CA de 120 V, 60 Hz,como se muestra en elesquema A de la Figura 2-55.

Si se funde el fusible, elcapacitor está en

cortocircuito y hay que reemplazarlo; sino se quema el capacitor, se cargará a determinadovoltaje, en unos cuantos segundos. Si se desconectael capacitor de la línea y pone sus terminales encortocircuito, en forma cuidadosa con undestornillador, saltará una chispa en cada terminal. Siel capacitor tienen conductores terminales, se puedenjuntar, si no se produce la chispa, el capacitor estáabierto o ha perdido capacidad: repita la prueba unascuantas veces.

Con una línea de 110 V, 60Hz., la corriente normalpara el capacitor es de 0.4 A por cada 10 mF(microfaradios); en una línea de 220 V y 60 Hz., seráde 0.8 A por cada 10 mF.

EL MOTOR NO ARRANCA SIN CARGA

Método I I I :Método I I I :Método I I I :Método I I I :Método I I I :

Método IV:Método IV:Método IV:Método IV:Método IV:

En la Figura 2.69 se ilustran las conexiones para unaprueba de circuito de arranque abierto; (eltransformador para aislamiento se utiliza para suseguridad al realizar estas pruebas), este mismométodo sirve para probar si hay interrupción en eldevanado de trabajo. Para estas pruebas desconectelos dos devanados uno del otro, y puentee el capacitoral probar el circuito del devanado de arranque oauxiliar.

Fig. 2.69. Forma deprobar si hay una

interrupción en elcircuito de

arranque, se aplicala punta X a la

terminal T8 y lapunta Y a la terminal

T5. Para estaprueba, se quita elpuente entre T1 y

T8 y se puentean losconductores del

capacitor. Si lalámpara se enciende, no

hay circuito abierto.Si no tiene un transformado

para aislamiento puede conectar la lámparadirectamente a la fuente. Pero recuerde que este transformador

se utiliza para su protección al realizar estas mediciones.



C = Devanado de trabajo.O = Devanado de arranque.R = Interruptor centrífugo.L = Capacitor de arranque.E = Puente.T = Lámpara de prueba, 120 V, 25 W.* = Transformador para aislamiento.

Una interrupción en el circuito del devanado auxiliar,muchas veces, se debe a que los contactos de unrelevador o interruptor centrífugo para el arranqueno cierran en forma correcta al iniciar la marcha. Estosólo puede confirmarse, si el motor arrancó biencuando los dos contactos estaban puenteados con untrozo de conductor.

Cuando hay juego axial excesivo en el rotor, el motorpuede pararse de vez en cuando, si el interruptorcentrífugo se separa de los contactos montados dentrode la carcasa del motor, con lo cual, dichos contactosno podrán cerrarse sino hasta que se detenga el motor.En este caso, la corrección consiste en insertararandelas o suplementos en el eje para reducir elexcesivo juego axial.

Un relevador electromagnético (en lugar de uninterruptor centrífugo) para arranque debe ajustarsede modo que sus contactos cierren cuando se energizaun motor parado con el mínimo voltaje de línea posible,y para que los contactos abran cuando el motor llegaa su velocidad de funcionamiento, aunque estéimpulsando su carga nominal con los valores máximoy mínimo esperados del voltaje de línea.

Si el motor se sobrecalienta con carga, ello puededeberse a una sobrecarga por bajo voltaje, uno o másdevanados en corto o a tierra, un devanado en circuitoabierto en un motor de doble tensión que funcionecon el voltaje más bajo, conexiones incorrectas en unmotor de doble voltaje, capacitor en corto en un motorcon capacitor permanente o con capacitor de doblevalor o bien, contactos deficientes en un relevador ointerruptor centrífugo para el arranque. Las pruebassistemáticas antes descritas le ayudarán a localizar lafalla.

2.5.5 CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE LOSCAPACITORES DE ARRANQUE YRÉGIMEN PARA EL MOTOR CONCAPACITOR

En el motor monofásico con capacitor permanente eldesfase entre las corrientes de los devanados de trabajoy auxiliar, se obtiene conectando un capacitorpermanente (Cp) en serie con el devanado auxiliar. Elcomportamiento de régimen del motor depende dela capacidad de dicho condensador: cuanto mayor seaesta capacidad mayor será también el par de arranque.No obstante si la capacidad es muy grande circularápor el devanado una corriente de gran intensidad queprovocará un calentamiento excesivo.

Por tanto, la capacidad del capacitor permanente nodeberá ser demasiado grande. La experienciarecomienda que durante el funcionamiento el capacitorpermanente (Cp) deberá absorber una potenciareactiva de 1 kvar por KW de potencia del motor. Sinembargo, esto provoca, por otro lado que el motorpresente un par de arranque reducido.

Fig. 2.70. Curvas de un motor con capacitor.a) Sólo con capacitor permanente.

b) Con capacitor permanente (Cp) y de arranque (CA).Desconexión de CA al alcanzar nk.



M = Par del motor.MA = Par de arranque.MN = Par nominal.nN = Velocidad Nominal.nk = Velocidad pico en el arranque.

La conexión en serie del capacitor permanente y deldevanado da lugar a un circuito resonante en serie.Por tanto, el capacitor quedará sometido a tensionesmayores que las nominales del motor, tensiones quedeberá poder soportar el capacitor. Por tal razón, loscapacitores son de mayor voltaje, que el voltajenominal de los motores.

Para aumentar el par de arranque se aumenta lacapacidad total, añadiendo durante el arranque uncapacitor de arranque (CA). Cuando el motor ya estáen marcha se desconecta este capacitor, con uninterruptor centrífugo, para que el motor no se calienteinnecesariamente.

El capacitor de arranque se dimensionará de acuerdoal tipo de arranque y forma de trabajo, y por tanto, alpar que se precise.

El valor aproximado de la capacidad del capacitor dearranque es de tres veces más que la capacidad delcapacitor permanente.

El valor aproximado de la capacidad del capacitor dearranque que se conectará en el motor viene dadopor la formula siguiente:

C = 3.18 * P * 1000000U * U * Cos Ø

C = Capacidad en microfaradiosP = Potencia del motor en KW.U = Tensión de alimentación en V

Cos ø = Factor de potencia del motor.

2.6 PROCESO DE INSTALACIÓNDE UN MOTOR CONCAPACITOR DE ARRANQUE

En el artículo 430 NEC y en las normas NEMA sepresentan los requisitos eléctricos para la instalaciónde motores, así como recomendaciones para sus

controles.

Es necesarioq u e

compruebeque el voltaje y

la frecuenciasean los

e s p e c i f i c a d o spara el motor. Las

características dels u m i n i s t r o deben corresponder a losvalores señalados enla placa de datos del motor,como sigue:

Voltaje: variación de ± 10 %, respecto delvalor indicado en la placa de identificación.

Frecuencia: variación de ± 5 %, respecto delvalor señalado en la placa.

Voltaje y frecuencia en conjunto: no debenvariar más del 10 % (suponiendo que lafrecuencia anterior varía menos del 5 %)respecto a los valores de la placa.

2.6.1 PROCESO DE INSTALACIÓN DE UNMOTOR MONOFÁSICO CONCAPACITOR DE ARRANQUEUTILIZANDO UN ARRANCADORTERMOMAGNÉTICO

Los motores eléctricos deben de conectarse a la redde alimentación, por medio de un dispositivo quepermita su arranque y parada en el momento deseado,además de un dispositivo que asegure la proteccióndel motor en caso de sobrecarga y cortocircuito.



La forma de conectar un motor monofásico concapacitor utilizando un contactor y protección térmicaes la siguiente.

PASO 1


PASO 2

Asegure los accesorios a utilizar, como lo muestra laFigura 2.71.

Fig. 2.71 Montaje de accesorios para la instalación de unmotor con capacitor de arranque.

PASO 3

Ajuste el amperaje de la protección térmica de suarrancador termomagnético al valor de amperajeindicado en la placa de datos del motor a instalar.

PASO 4

Conecte el contactor a la fuente de alimentación.

Conecte las líneas que vienen del interruptortermomagnético del tablero de distribución a losbornes marcados con “L 1 y L 2” (entrada delarrancador termomagnético) y conecte la línea neutraal borne marcado con “N” o a la carcasa delarrancador termomagnético.

PASO 5

Conecte el motor.

Verifique que la conexión del motor y los datos deplaca coincidan con el voltaje, de la fuente dealimentación que se está utilizando para la instalación.

Conecte las líneas “T 1 y T 2” del arrancador a losbornes de entrada del motor.

Conecte la línea “N” del arrancador a la carcasa delmotor.

PASO 6

Compruebe conexiones.

Asegúrese de que no existan falsos contactos.

PASO 7

Energice circuito:

• Suba el interruptor termomagnético de su fuentede alimentación.

• Mida tensión en la salida del interruptortermomagnético.

• Mida tensión en la entrada del arrancador.

• Accione arrancador.

• Observe que el motor arranca correctamente yse queda funcionando sin producir ruidos extraños,ni sacando humo.



• Mida corriente con amperímetro de gancho en laslíneas de alimentación.

• Mida velocidad de giro con tacómetro en el ejedel motor.

• Compare las lecturas obtenidas con lasindicaciones de la placa de características o dedatos del motor.

• Pare el motor, presionando el pulsador de parodel interruptor termomagnético.

PASO 8

Desenergice el circuito y desmonte material y equipoutilizado.

PASO 9


2.7 MOTOR DE REPULSIÓN

2.7.1 DEFINICIÓN DE MOTOR DEREPULSIÓN

El motor de Repulsión es semejante a los motoresuniversales y al mismo tiempo a los motores deinducción, llevando consigo las ventajas de ambosmotores.

2.7.2. PARTES Y FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE REPULSIÓN

Antes de proceder al cambio de giro y almantenimiento del motor de repulsión, será necesarioque se familiarice con las partes y el funcionamientodel mismo.

FUNCIONAMIENTO

El esquema del motor de repulsión lo puede apreciaren la Figura 2.72.

Fig. 2.72. Representación esquemática de un motor derepulsión. Se puede distinguir el rotor con colector yescobillas en la parte inferior de la figura y el devanado delestator en la parte de arriba.

Este motor consta de un estator cuyo arrollamientoes semejante al arrollamiento de régimen de un motorde fase partida y de un rotor bobinado, de manerasemejante al inducido de una máquina de corrientecontinua; el rotor lleva un colector y tantas escobillascomo polos, excepto que el devanado rotórico esondulado (en cuyo caso sólo lleva dos escobillas) estasescobillas están unidas entre sí en cortocircuito.

Si el motor es de dos polos, las escobillas vanconectadas como lo indica la Figura 2.72.

Si el motor es de cuatro polos, las escobillas iránconectadas como lo indica la Figura 2.73.



Fig. 2.73. Esta figura corresponde a un motor derepulsión de cuatro polos. En los motores de repulsión,

las escobillas se conectan entre sí, sin conexionesexteriores.

El fundamento del funcionamiento de estos motoreses el siguiente:

Cuando el devanado del estator se excita por lacorriente que procede de la red, se origina un flujomagnético, y este crea una corriente inducida en eldevanado del rotor; este devanado está arrollado detal forma, que el flujo magnético, que a su vez producela corriente inducida en el rotor, crea un campomagnético cuya polaridad coincide con la polaridad delcampo magnético del estator; es decir, que frente aun polo Norte del campo magnético en el estator, secrea un polo Norte del campo magnético en el rotor,como lo muestra la figura 2.74.

Fig. 2.74 En un motor de repulsión, frente a un polo nortedel estator aparece un polo norte del rotor. Ambos se

repelen y se origina el movimiento.

Como los polos magnéticos del mismo nombre serepelen, el polo Norte del rotor tenderá a alejarse delpolo Norte del estator y, como consecuencia, el rotor

iniciará un movimiento de rotación. Debido al montajede los arrollamientos del inducido (rotor) y del inductor(estator) siempre un polo del estator quedará frente aun polo de la misma polaridad del rotor y el motorgirará continuamente.

Las características de funcionamiento de estos motoresson muy parecidas a las de los motores serie decorriente continua. El par de arranque es muy elevadoy la velocidad varía considerablemente con la carga,es decir, a más carga, menos velocidad; Existe tambiénel peligro de embalamiento del motor para cargas muypequeñas, por lo que estos motores no debenemplearse en los casos en que la carga puedadesacoplarse del motor. Por esta razón, el empleo deestos motores es limitado y siempre se construyenrígidamente acoplados con la carga que han de llevar:Por ejemplo, en trituradoras domésticas, molinos decafé, y otros más.

FUNCIONAMIENTO A DOS TENSIONES

Casi todos los motores se construyen para dostensiones, a las que les llamará U

1 y U

2 .

La construcción mas corriente es la de 120/230V.

En la Figura 2.75 representa un motor tetrapolar derepulsión, preparado para conectar a la red de 120

Voltios.



PARTES DEL MOTOR DE REPULSIÓN

Las partes del motor de repulsión son similares a lasdel motor de Repulsión-Inducción, por lo que en eseapartado se le mostraron las partes del motor derepulsión.

2.7.3 CAMBIO DEL SENTIDO DE GIRO DELMOTOR DE REPULSIÓN

La inversión del sentido de giro es muy sencilla en estosmotores; La Figura 2.78 muestra la línea neutra,llamándose línea neutra, como siempre, a la línea idealequidistante de dos polos inductores de signocontrario; si usted desplaza las escobillas de la líneaneutra, el inducido o rotor girará en el mismo sentidodel movimiento de las escobillas.

En la Figura 2.76 representa un motor dispuesto parauna red de 230 Voltios.

Fig. 2.77 Placade bornes deun motor derepulsión: A

Conexiónpara 120Voltios

(Devanado enparalelo); B

Conexiónpara 230Voltios

(Devanado enserie).

Fig. 2.78 Un motor monofásico de repulsión gira en uno uotro sentido, según las escobillas estén a uno u otro lado

de la línea neutra.

La inversión del sentido de giro se consigue, por lotanto, moviendo las escobillas a un lado u otro de lalínea neutra.

Existen dispositivos para invertir el sentido de giro sinnecesidad de desmontar las tapaderas. La Figura 2.79muestra un dispositivo de esta clase; el tornilloasegurado ahora en la posición D (de giro directo o aderecha) puede aflojarse y desplazarse hasta la posiciónI (de giro inverso o a izquierda); el tornillo debeapretarse antes de iniciar nuevamente la marcha.

Fig. 2.76 El mismo motor que la figura 2.75 conconexiones para conectar a 230 Voltios. Los devanados

del estator están conectados en serie.

En el primer caso (120 Voltios) el devanado inductorestá conectado en paralelo, de tal forma que se formendos circuitos, correspondiendo la mitad de los polosinductores a cada circuito. En el segundo caso (230Voltios) el devanado del estator está conectado enserie, teniendo el cuidado de repartir los polos demanera que los de distinto nombre queden adyacentes.

La placa de bornes de los motores para dos tensionestienen cuatro bornes principales que se marcan comoU

1, V

1 y U

2, V

2; vea en la Figura 2.77 las conexiones que

se deben hacer para el cambio de una tensión a otra.



Fig. 2.79 Dispositivopara invertir el

sentido de giro en unmotor de repulsión.Posición D, para giroa derechas; Posición

I, para giro aizquierdas.

De inmediato comprenderá usted que la regulaciónde la velocidad es posible en este tipo de motores;cuanto más se desplacen las escobillas de la líneaneutra, con menor velocidad girará el motor.

Cuando las escobillas están situadas a 90° de la líneaneutra el motor se parará. Observe la Figura 2.80.

Fig. 2.80 En esta posición las escobillas están a 90° de lalínea neutra, y como consecuencia el motor detendrá su

movimiento.

A pesar de que el motor de Repulsión está diseñadopara regularle la velocidad, no es aconsejable que sereduzca más que un 30 ó 35 %, por debajo de suvelocidad nominal.

2.7.4 TIPOS Y CARACTERÍSTICAS DELMOTOR DE REPULSIÓN

Entre los tipos de motores de repulsión, los másimportantes son:

1. El motor de repulsión en el arranque y el

de inducción en el régimen.

2. El Motor Repulsión-Inducción.

Motor de Repulsión en el Arranque y de Inducción en el Régimen

Los motores de repulsión en el arranque y de inducciónen el régimen, reúnen las ventajas de los motores derepulsión y de los motores de fase partida, ya quedisponen de un par de arranque muy elevado, y a suvez, una velocidad casi constante para todas las cargas.Se les llama también, para simplificar, motores “deArranque por repulsión”. Su campo de utilizaciónes el mismo que ya se vió para los motores concapacitor. La elección de uno u otro tipo de motordependerá de las circunstancias, teniendo en cuentaque el motor de arranque por repulsión tiene mayorpar de arranque que el motor de condensador peroresultan algo más caros y, también están más expuestosa averías, debido a la presencia del colector.

Este motor tiene los mismos elementos que elmotor de repulsión propiamente dicho, excepto (y estaes la diferencia que los distingue exteriormente) queexiste un mecanismo centrífugo que levanta lasescobillas, mecanismo del que carece el motor derepulsión propiamente dicho, en el cual las escobillasestán permanentemente en contacto con el colector;sin embargo, existen motores de arranque porrepulsión (de potencias muy pequeñas), de escobillaspermanentes, o sea sin dispositivo levanta escobillas;pero en este caso también existe el mecanismocentrífugo.

El principio de funcionamiento del motor de arranquepor repulsión es el siguiente:

El motor arranca por repulsión, tal como observó enel motor de repulsión propiamente dicho; cuando elmotor ha llegado a un 75% de su velocidad de régimen,



actúa el mecanismo centrífugo, cuya misión es ponerlas delgas del colector en cortocircuito, quedando asíel rotor convertido en jaula de ardilla. El motorcontinua funcionando como un motor de inducciónde los llamados de fase partida.

Lo mismo que sucedía con el motor de repulsiónpropiamente dicho, puede invertir el sentido de giro,sin realizar otra operación que desplazar las escobillasde la zona neutra; sin embargo, en este caso, no esposible la regulación de velocidad pues, como se haobservado anteriormente, en pleno funcionamientoel motor actúa como si fuera de inducción y ya ustedsabe que en estos motores no es posible la regulaciónde velocidad por este método.

Al arrancar el motor de repulsión, tiene un elevadopar de arranque; y por funcionar a plena marcha comoun motor de inducción, su curva de velocidad es casiconstante para todas las cargas, es decir, parecida a lade un motor Shunt de corriente continua.

El motor de arranque por repulsión puede conectarloa dos tensiones, por el mismo procedimientoaprendido al hablar de los motores de repulsiónpropiamente dichos.

Normalmente, se construyen para 4 polos algunasveces para 6 y 8 polos, y en potencias comprendidasentre 1/8 y 3/4 de HP. Su campo de aplicación, comoha observado anteriormente, es el mismo que el delos motores con capacitor.

Motor de Inducción-Repulsión

Por su apariencia exterior, este tipo de motor resultadifícil de distinguir de los motores de repulsiónpropiamente dichos. Observando bien la construccióndel motor, se aprecia que lleva dos arrollamientos: unode ellos bobinado como en un motor de repulsión yprovisto de colector y escobillas; y otro, de jaula deardilla, situado bajo las ranuras donde se aloja elanterior. En la Figura 2.81, puede observar el rotorde un motor de inducción repulsión, sin el bobinadodel arrollamiento exterior.

Fig. 2.81 Rotor de un motor de Inducción-Repulsión.Puede observar la jaula de ardilla y las ranuras destinadas

al devanado exterior.

Estos motores se construyen también para dostensiones, como sucede con los demás motores derepulsión.

En la Figura 2.82, está representado esquemáticamenteun motor de este tipo, para conexión a la red de 230voltios.

Arranca como un motor de repulsión y durante elrégimen normal de funcionamiento actúan los dosarrollamientos del rotor; por lo tanto no precisa demecanismo centrífugo para cortocircuitar elarrollamiento rotórico.

Fig. 2.82 Motor de Inducción-Repulsión con losarrollamientos del estator en serie para conectarlo a 220Voltios. Observe las cuatro escobillas interconectadas, el

colector y la jaula de ardilla representada por lopequeños círculos.

Estos motores tienen un elevado par de arranque.Debido a la acción conjunta de los dos arrollamientosdel rotor, su velocidad es absolutamente constante paratodas las cargas, y además, regulable por



desplazamiento de las escobillas, aunque el margende regulación no es tan amplio, como en los motoresde repulsión.

Pueden compararse por sus características develocidad, a los motores compound de corrientecontinua.

En la Figura 2.83, puede observar el aspecto exteriorde un motor de Inducción-Repulsión.

Fig. 2.83 Aspecto de un motor Inducción-Repulsión.

PARTES DEL MOTOR REPULSIÓNINDUCCIÓN

Como observó anteriormente los motores deRepulsión en cuanto a su construcción son similares alos de Repulsión-Inducción, la única diferencia es quelos motores de arranque por repulsión carecen demecanismo centrífugo para cortocircuitar el devanado delrotor; en lo que respecta a los motores de inducción-repulsión, ya se ha visto en la Figura 2.84, la disposicióndel rotor en jaula de ardilla, sobre el cual se montan elarrollamiento esta es la única diferencia constructivaentre ambos tipos de motores.

Los motores “de repulsión en el arranque y deinducción en el régimen” pueden ser de dos clases:

Con escobillas “levantadas”:

Son los que se separanautomáticamente del colectoren cuanto el motor alcanza el75 % de su velocidad derégimen.

Con Escobillas permanentes:

Son los que permanecencontinuamente en contacto conel colector.

1

2ˇ

��

Los motores de escobillas levantables suelen ser decolector radial, es decir, con delgas en forma decuña en el sentido de los radios. Ver la Figura 2.84.

Fig. 2.84 Inducido o Rotor de un motor de repulsión concolector radial. Las delgas son perpendiculares al eje.

Los motores de escobillas permanentes, del colectoraxial o de delgas en forma de barras paralelas al eje,suelen ser como lo indica la figura 2.85.

Fig. 2.85 Inducido o rotor de un motor de repulsión concolector axial. Las delgas son paralelas al eje.



En la figura 2.84 puede ver el rotor de un motor derepulsión con colector radial y en la figura 2.85 se lemuestra un inducido con colector axial.

Esta última disposición se acostumbra aplicarlaexclusivamente a motores pequeños, mientras que lasescobillas levantables se utilizan en los motoresgrandes. En cuanto a los demás detalles constructivos,ambos tipos de motores son idénticos.

El mecanismo de puesta en cortocircuito va sujeto,por medio de arandelas de presión y consta de laspiezas indicadas en la figura 2.86.

Fig. 2.86 Inducido o Rotor de un motor de arranque porrepulsión, con mecanismo de puesta en cortocircuito y

levantamiento de escobillas despiezadas.

Se colocan en el mismo orden en que están situadasen la figura 2.86.

Cuando el motor alcanza el 75% de su velocidad derégimen, las masas centrífugas, al se lanzadas haciafuera, empujan las bielas hacia delante, las cuales, a suvez, al presionar sobre el rodillo muelle, obligan almanguito a poner las delgas en cortocircuito. Al mismotiempo, los porta escobillas quedan separados delcolector, evitándose así, el desgaste inútil de lasescobillas y el ruedo que con su roce ocasionan.Observe en la Figura 2.86. que el porta escobillas estámontado sobre el eje del rotor, aunque, en realidad,no forma parte de éste, ya que un tope fijado en lacarcasa del motor le impide girar, para que las escobillasrocen sobre el colector.

Otros motores de este tipo, en lugar de llevar el portaescobillas montado sobre el rotor, lo llevan sobre elescudo; éste es el caso del motor representado en lafigura 2.87.

Fig. 2.87 Otro motor del mismo tipo de la figura anterior,pero con porta escobillas montado sobre el escudo.

En ambos casos (Figura 2.86 y 2.87), el funcionamientodel motor es el mismo; la única diferencia reside enque las escobillas del motor de la figura 2.87 se separanpor medio de unos muelles accionados por las masascentrífugas.

En lugar de una arandela de presión utilice un ejeroscado y una tuerca para fijar el mecanismocentrífugo. Al desmontarlo, convendrá que cuente elnúmero de vueltas de la tuerca, para montar otra vezel conjunto, con la misma presión sobre el muelleregulador.

El orden de montaje de las distintas piezas está indicadoen la figura 2.87.

Existen, por supuesto, otras disposiciones de estemecanismo, al encontrase cualquier tipo de dispositivocentrífugo de puesta en cortocircuito, puede formarserápidamente una idea de su funcionamiento.

Como estudió anteriormente, el motor de arranquepor repulsión de escobillas permanentes suele utilizarel colector axial que se le muestra en la figura 2.88.

Fig. 2.88 Colector axial



El dispositivo centrífugo consiste entonces, en una seriede segmentos de cobre, que se mantienen en posiciónmediante un muelle brida, tal como se muestra en lafigura 2.89.

Fig. 2.89 Despiece del mecanismo de puesta encortocircuito de un motor de arranque por repulsión con

escobillas permanentes.

1. Cápsula2. Muelles y segmentos3. Disco4. Conjunto montado5. Sección del muelle y segmentos

El conjunto se dispone junto al colector con el objetode que los segmentos puedan poner, por efecto de lafuerza centrífuga, las delgas en cortocircuito, tanpronto como el motor alcance una determinadavelocidad, no conduciendo corriente alguna, a pesarde permanecer en contacto con el colector. Cuandose para el motor, los segmentos vuelven a su posiciónde origen, gracias al citado muelle brida. El motorfunciona como uno de inducción, cuando las delgasestán en cortocircuito.

Fig. 2.90 Rotor de un motor de arranque por repulsión.

1.1.1.1.1. Masas centrífugas

2.2.2.2.2. Ranuras oblicuas

3. 3. 3. 3. 3. Colector radial

El núcleo consta de un paquete de chapas de aceroreconocido, de alta calidad eléctrica, fuertementeprensadas y fijadas sobre el eje. Las ranuras son, porlo general oblicuas, ya que la experiencia hademostrado que con esta disposición se reduceconsiderablemente el zumbido del motor durante lamarcha.

El colector radial se monta sobre el eje presándolocomo lo ilustra la figura 2.91 o también roscándolocomo indica la figura 2.92.

Fig. 2.91 Colector radial para montaje a presiónsobre el eje.

Fig. 2.92 Colector radial con rosca paramontaje en el eje.

Generalmente se prensa en los motores pequeños,mientras que en los grandes se fija con rosca.

En el primer caso, debe procurar ejercer igual presiónen toda su periferia, pues de lo contrario, sedescentraría el colector y sería preciso tornearlo.



2.7.5 MANTENIMIENTO BÁSICO DELMOTOR DE REPULSIÓN

En esta sección (motores de repulsión) ha observadoque la constitución de dicho motor es similar a la delmotor universal y al mismo tiempo, al de fase partidao sea de inducción, por lo tanto el mantenimiento deel motro de repulsión es similar a los mismos.


Como ha observado anteriormente, las medidas deseguridad que debe aplicar para el motor de repulsiónson similares a las del motor de inducción y universal,variando únicamente el peligro que constituye el malmanejo del mecanismo de desplazamiento de lasescobillas.

Desplazando las escobillas de la zona neutra en el otrosentido se invertirá el sentido de giro. El par máximose obtienen cuando las escobillas están desplazadasun ángulo de uno 70°.

Cuando las escobillas se desplazan 90° el motor actúacomo un transformador en cortocircuito. A pesar dela gran intensidad de la corriente de cortocircuito noaparecerá par alguno, y el devanado se calentaráexcesivamente y podrá deteriorarse, por lo cual usteddebe evitar desplazar 90° las escobillas de la zonanuetra.

Algunos motores traen un dispositivo debloqueo, que evita que accidentalmenteo por error, desplace las escobillasmás de 70°, que es el ángulorecomendado.

A continuación la figura 2.93le muestra las tres posicionessiguentes:

1. Posición neutra 2. Posición de régimen 3. Posición de cortocircuito

POSICIÓN NEUTRA

Fig. 2.94 Posiciones de las escobillas en el motor de repulsión.

POSICIÓN DE REGIMEN

POSICIÓN DECORTOCIRCUITO



ACTIVIDAD No. 1:FUNCIÓN DE LASPARTES DEL MOTOR DEFASE PARTIDA

Forme grupos de 5 personas ynombre un expositor, tomando 15

minutos de trabajo en equipo, dibujen en una hoja papelrotafolio el esquema de un motor de fase partida indicandolos nombres de cada parte. El expositor deberá pasar frentea los demás grupos y explicar la funcionalidad de cada unade las partes del motor.

ACTIVIDAD No. 2: TÉCNICA DE CAMBIODE COJINETES DE MOTORES MONOFÁSICOS

Realice una visita a un taller de rebobinado de motoreseléctricos e investigue el proceso que utilizan para cambiarlos cojinetes. Observe la herramienta y equipo utilizados.Luego exponga oralmente ante sus demás compañeros lospasos seguidos, describiendo cada uno de ellos. Luegoanalicen las ventajas y desventajas de los diferentes métodos.

ACTIVIDAD No. 3: APLICACIÓN DE LOSMOTORES MONOFÁSICOS

Realice una visita con sus compañeros a unaempresa de su región. Observen lasaplicaciones de los motores monofásicosde inducción. Elaboren un listado deestas aplicaciones, escríbalas en unahoja de rotafolio y déjenla en unlugar visible dentro del aula otaller donde se realiza lacapacitación.

ACTIVIDAD No. 4: TIPOS Y VALORES DECAPACIDAD DE LOS CAPACITORES

En grupos de 5 personas investiguen en distribuidoras localesde repuestos para motores eléctricos, los distintos tipos,marcas y capacidades de capacitores que existen en elmercado local. Luego elaboren una lista en una hoja derotafolio y realicen una exposición oral ante los demásgrupos de trabajo.

ACTIVIDAD No. 5: DEFINICIÓN DELMOTOR DE REPULSIÓN

En grupos de 3 ó 4 personas, tomando 15 minutos detrabajo en equipo, definan qué entienden por motorde repulsión y cuáles factores consideran ustedesinfluyen en su construcción y aplicación. Luegoelaboren una lista de estos factores, escríbanlos enuna hoja de papel rotafolio y realicen una exposiciónoral ante los demás grupos.

ACTIVIDAD No. 6: MEDICIONES EN UNMOTOR MONOFÁSICO DE INDUCCIÓNCON UN MEGGER

En grupos de 3 o 4 personas, en un motormonofásico de inducción con un Megger,hagan las siguientes mediciones:

cortocircuito entre bobinas, fallas atierra y del aislamiento. Siga losprocesos descritos en esta unidad.Anote los valores obtenidos encada medición y presente unreporte escrito a su facilitador.



ACTIVIDAD No. 7: MEDIDAS DE SEGURIDAD PERSONALY PROTECCIÓN AMBIENTAL

Elabore un listado de las medidas de seguridad personal y de protección ambientalque usted considera que deben observarse durante el mantenimiento de unmotor monofásico de inducción, relacionadas al uso del equipo, herramientas,materiales e instalaciones de trabajo en la empresa. Luego escríbalas en unahoja de papel rotafolio y déjela en un lugar visible dentro del aula o del tallerdonde se realiza la capacitación.



2RESUMENU N I D A D

Los motores monofásicos deinducción están diseñados paraconectarse a 120 ó 220 voltios de

corriente alterna y pueden ser de fasepartida, de capacitor de arranque y derepulsión.

El motor de fase partida consta de estatorde chapas ranuradas con un devanado detrabajo y otro auxiliar, un rotor tipo jaula deardilla, tapaderas y un interruptor centrífugoque desconecta el devanado auxiliar en elarranque cuando el motor ha alcanzado el75 % de su r.p.m.

El motor de fase partida es de uso generalen aplicaciones en las que basta un par dearranque moderado y se precisa unavelocidad constante para carga variable.Ejemplo; bombas centrífugas, compresores,lavadoras, mezcladoras, agitadoras,pequeñas máquinas-herramientas,quemadores de petróleo, etc.

Al motor de fase partida se le cambia elsentido de giro permutando los terminalesdel devanado auxiliar o los terminales deldevanado de trabajo.

El mantenimiento básico del motor de fasepartida consiste en verificar el estado de loscojinetes, ya que son las partes másvulnerables al desgaste. A los motoresmonofásicos si se les instala la protecciónadecuada, no sufrirán daños consecuentesen los devanados. Un mantenimientopreventivo periódico alargará la vida útil del

motor. El mantenimiento preventivo consiste en lalimpieza general de las piezas mecánicas y eléctricas,revisión de cojinetes, aislamientos y contactos. Losresiduos resultantes del mantenimiento de los motoresse deben depositar en un lugar apropiado, para nocontaminar el medio ambiente y mejoraprovechamiento de los recursos.

El motor monofásico con capacitor puede ser concapacitor de arranque, con capacitor permanente, ola combinación de ambos (con doble capacitor).

El motor con capacitor de arranque consta de estatorde chapas ranuradas con un devanado de trabajo yotro auxiliar con capacitor de arranque en serie, unrotor tipo jaula de ardilla, tapaderas y un interruptorcentrífugo que desconecta el devanado auxiliar ycapacitor en el arranque, cuando el motor ha alcanzadoel 75 % de su r.p.m.

El motor con capacitor de arranque es de uso generalcuando se precisan pares de arranque y cargas elevadasy a la vez, una velocidad constante para carga variable.Ejemplo, Compresores de refrigeración, Compresoresde aire, bombas de gasolina, etc. Resultan más carosque los de fase partida y han sustituido en muchoscasos a los de repulsión.

Al Motor con capacitor de arranque se le cambia giropermutando los terminales del devanado auxiliar olos terminales del devanado de trabajo.

El mantenimiento principal al motor con capacitor dearranque es el mismo que el de fase partida, lo que sedebe mantener adicionalmente es el capacitor dearranque que es de tipo electrolítico.

El Motor con capacitor permanente en lugar de uncapacitor electrolítico, utiliza uno con impregnaciónde aceite de baja capacitancia y no se desconectan conel devanado auxiliar en el arranque, por lo que no utilizainterruptor centrífugo.

Para la misma potencia nominal, el motor con capacitorde arranque tiene mayor par, mientras el de capacitorpermanente desarrolla menor par inicial y la corriente



de arranque es más baja. Por su parte, elmotor de fase partida tiene un valor más altode par máximo y mayor velocidad nominal.El motor con capacitor permanente tiene encambio, la velocidad nominal más baja, lo queindica que este motor presenta un campomagnético relativamente débil.

Es posible también combinar lascaracterísticas del motor con capacitor dearranque utilizando un capacitor electrolíticode capacidad elevada para el arranque, el cualse desconecta del circuito en el momentooportuno. De este modo se deja solo uncapacitor de baja capacitancía en serie conel devanado auxiliar.

El motor de repulsión presenta un devanadoestatórico monofásico al igual que losmotores asíncronos monofásicos. Su rotores de estructura idéntica a la de una máquinade continua. Sobre el colector rozan unnúmero de escobillas igual al número depolos y que están cortocircuitadas dos a dos.

El motor de repulsión presenta uncomportamiento análogo al motor serie, osea, que presenta un gran par de arranque ysu frecuencia de giro depende mucho de lacarga.

Las escobillas se deslizan directamente sobrelos conductores del devanado. Cuando seaplica una tensión alterna a los terminalesdel devanado del estor se inducirá unatensión también alterna en el devanado delrotor, según el principio del transformador.

Cuando las escobillas se encuentran en lazona neutra las tensiones inducidas en eldevanado de inducido se compensaránmutuamente y no circulará corriente, por loque tampoco aparecerá par alguno.

Si se desplazan las escobillas un ángulo Ø, las dostensiones ya no serán iguales y circularán corrientespor ambas partes del devanado en anillo.

En el rotor aparecerá un campo magnético alterno cuyadirección estará desplazada respecto al campo alternodel estator. Entre ambos campos aparecerán puesfuerzas magnéticas y sobre el rotor actuará un par,que lo hará girar en sentido contrario al dedesplazamiento de las escobillas. Al girar no variaráel sentido del campo magnético del rotor.

Desplazando las escobillas de la zona neutra en el otrosentido se invertirá el sentido de giro. El par máximose obtiene cuando las escobillas están desplazadas unángulo de unos 70°.

Cuando las escobillas se desplazan 90° el motor actúacomo un transformador en cortocircuito. A pesar dela gran intensidad de la corriente de cortocircuito noaparecerá par alguno, el devanado se calentaráexcesivamente y podrá deteriorarse. Para evitar elpeligro de destrucción del devanado se construyen losmotores con un mecanismo de bloqueo mecánico queimpide que las escobillas puedan desplazarse un ángulomayor que unos 70°.

Las escobillas tampoco deben permanecer un tiempoexcesivo en la zona neutra debido a que cortocircuitanlas bobinas del inducido. La corriente de cortocircuitoque circularía calentaría el motor excesivamente.

El motor de repulsión se emplea en aquellasaplicaciones que precisen un arranque suave y unmando sencillo y a pequeños pasos de la frecuencia degiro, por ejemplo, como accionamiento de máquinasde hilaturas y máquinas de impresión.



1. El motor deinducción monofásico conun devanado auxiliardesplazado en su eje

magnético y conectado en paralelo con el devanadode trabajo, recibe el nombre de motor:

A) De repulsiónB) UniversalC) TrifásicoD) De fase partida

2. El motor monofásico de fase partida tiene unrotor llamado:

A) Jaula de ardillaB) Bobinado con puntas salientes.C) ConmutadorD) Automatizado.

3. En el estator de un motor de fase partida sealojan dos devanados llamados:

A) Auxiliar y de trabajoB) Principal y jaula de ardillaC) De arranque y de inducciónD) De trabajo y centrifugo

4. La parte del motor de fase partida que sirvepara desconectar el devanado auxiliar o dearranque, en cuanto el rotor ha alcanzado unavelocidad predeterminada (aproximadamenteal 75% de la velocidad de régimen) se llama:

A) DesconectadorB) TermostatoC) BimetalD) Interruptor centrífugo

5. Si conecta un motor de fase partida a sutensión nominal y previamente le conmuta lasconexiones del devanado auxiliar el motor:

A) Gira mas rápido.B) Cambia el sentido de giro.C) Ya no gira.D) Se quema.

6. Porcentaje de variación de voltaje que sepermite en la instalación de motores respectodel valor indicado en la placa de datos:

A) ± 10%B) ± 15%C) ± 20%D) ± 25%

7. Para minimizar las vibraciones y ladesalineación durante el funcionamiento de losmotores, es esencial que estos los monte enuna base de:

A) TablasB) Concreto macizoC) PlásticoD) Hule

8. El grado en que las caras de las dos mitadesde un acoplamiento de motor y carga estánfuera de paralelismo se llama desalineación:

A) AngularB) AxialC) TransversalD) Longitudinal

DE LASEGUNDA UNIDAD



TornilloTuerca de regulación

Varillas de tracción

9. El par de arranque en un motor monofásicocon capacitor de arranque es_______________ que el par de arranque deun motor monofásico de fase partida.

A) MayorB) IgualC) MenorD) La mitad

10. Los motores monofásicos con capacitor dearranque utilizan capacitores de tipo:

A) ElectrolíticoB) De impregnación en aceiteC) CerámicosD) De mica

11. El esquema que se muestra en lasiguiente figura, es el de un motormonofásico_________________

A) De fase partidaB) Con capacitor de arranqueC) Con capacitor permanenteD) De repulsión

12. El valor aproximado de la capacidad delcapacitor de arranque es _____________veces mayor que la capacidad del capacitorpermanente utilizados en motor monofásicocon doble capacitor.

A) 1B) 2C) 3D) 4

13. Cuando no se da un mantenimiento apropiadoa la rejilla protectora del ventilador de unmotor de fase partida este:

A) Se calienta.B) Gira mas rápidoC) Se detieneD) Gira en sentido contrario

14. Tipos de rodamientos más utilizados en losmotores monofásicos de fase partida:

A) Bujes y cojinetesB) Cojinetes y chumacerasC) Aros y chumacerasD) Bujes y chumaceras

15. La herramienta que se utiliza para extraer loscojinetes del eje del motor y que se muestraen la siguiente figura recibe el nombre de:

A) TrepanoB) SacacorchosC) ExtractorD) Taladro



16. El orden correcto para apretar los tornillosde las tapaderas cuando se montan sobre lacarcasa del motor es:

A) En cruzB) En sentido al de las agujas del relojC) En sentido contrario al de las agujas

del relojD) No importa el orden

17. Nombre que recibe el aparato utilizado paramedir el aislamiento de los devanadosestatóricos con respecto a tierra del motorde fase partida:

A) VoltímetroB) TacómetroC) GrowlerD) Megger

18. Aparato que permite verificar la ruptura delas barras del rotor en jaula de ardilla:

A) AmperímetroB) TacómetroC) GrowlerD) Megger

19. Un motor de repulsión de 6 polos condevanado no ondulado utiliza ________escobillas

A) 2.B) 4C) 6D) 8

20. Motor con rotor está compuesto por undevanado en jaula de ardilla y por ranurasdestinadas al devanado exterior.

A) De fase partidaB) UniversalC) Con capacitor de arranqueD) De repulsión inducción



Respuestas

1. A) Rotación y traslación.2. C) Polo Norte y Sur.3. B) En desorden.4. D) Del polo norte al polo sur.5. B) Flujo magnético.6. D) Un campo magnético.7. A) Todos los imanes elementales están

orientados.8. C) Aumenta.9. C) Ley de Lenz.10. B) Remanencia residual.11. D) Universal.12. D) Conmutador.13. A) Estator, Rotor y Tapaderas.14. A) Mica.15. B) Serie.16. C) El motor cambia el sentido de giro.17. B) Autotransformador, Reóstato y Diodo.18. A) Chispas y fuego.19. B) Existe una rotura en el devanado 1.20. A) Existe una falla a tierra o contacto a masa.21. A) Caballos de Fuerza (HP) o Kilowatios (KW).

Evaluación de la Unidad No. 1

1. D) Motor de fase partida.2. A) Jaula de ardilla3. A) Auxiliar y de trabajo.4. D) Interruptor centrífugo.5. B) El motor cambia el sentido de giro.6. A) ± 10%.7. B) Concreto macizo.8. A) Desalineación angular.9. A) Mayor.10. A) Electrolítico.11. C) Con capacitor permanente.12. C) Tres veces mayor.13. A) Calienta.14. B) Cojinetes y chumaceras.15. C) Extractor de tornillo con abertura

regulable.16. A) En cruz.17. D) Megger.18. C) Growler.19. C) 6 escobillas.20. D) Motor de repulsión inducción.

Evaluación de la Unidad No. 2



AA

BB

CC

Anclaje: Conjunto de elementos destinadoa fijar algo firmemente a otra cosa o al suelo.

Átomo: Partícula de un cuerpo simple máspequeña capaz de entrar en reacciónquímica. Está formado por un núcleo deprotones y neutrones. Circundado porelectrones en diferentes orbitas.

Autotransformador: Máquina eléctricaestática con su circuito magnético, igual queel del transformador, y su circuito eléctricoúnico, primario-secundario, del que sesacan tomas para obtener tensiones, paraaplicaciones según la necesidad.

Axial: Movimiento longitudinal relativo aleje.

Babbitt: Capa de metal que tienen laschumaceras para restringir el corrimientoaxial del rotor durante el arranque odurante su operación cuando estádesconectado de la carga.

Bobina: Componente de los circuitoseléctricos formado por un hilo conductoraislado y arrollado repetidamente en formavariable según su uso.

Bushing (Buje): Pieza cilíndrica de metalque guarnece interiormente el eje de losmotores pequeños.

Capacitor: (Condensador Eléctrico),Dispositivo compuesto esencialmente dedos conductores (armadura) separados porun dieléctrico, destinado a aumentar lacapacidad eléctrica y la carga sin aumentarel potencial. Existen fijos y variables.

GLOSARIO Capacitor de arranque: Capacitorconectado en serie con el devanado auxiliar,de un motor monofásico con capacitor y quetiene por objeto desfasar la corriente en eldevanado auxiliar con relación al devanadode trabajo (corriente principal) parapermitir el arranque del motor.

Carga del motor: Resistencia que se ha devencer por el motor, en circunstanciasdadas.

Centrífuga: Fuerza que aleja del centro.

Chapas: Conjunto de láminas delgadas,fabricada de un material de alta calidadmagnética.

Chumacera: Pieza de metal, con unamuesca en la que descansa cualquier eje demaquinaria.

Ciclo: Período de tiempo en que se verificanuna serie de acontecimientos o fenómenoshasta llegar a uno, a partir del cual vuelven aproducirse en el mismo orden.

Conmutador: Conjunto de láminas decobre llamadas delgas, aisladas entre sí yconectadas a las bobinas del inducido; sobredicho conjunto rozan las escobillas queconducen la corriente del inducido.Pieza eléctrica que sirve para que unacorriente cambie de conductor.

Corriente Eléctrica: Paso de la electricidadentre dos puntos de diferente potencial, através de un conductor. Puede ser Continuacuando fluye en la misma dirección, oAlterna cuando cambia periódicamente dedirección.

CC

DD Delgas: Cementos conductores o láminasde cobre que forman parte del conmutador.



DD EE

FF

GGHHII

Derrubiar: Operación que se realizacuando se han desgastado las delgas delconmutador, y consiste en rebajar la micapara que su nivel sea inferior a los elementosde cobre.

Desalineación: Fuera de línea.

Devanado: Hilo de cobre conrevestimiento aislante, que se arrolla y formaparte de algunas maquinas eléctricas.

Devanado de compensación: Devanadoauxiliar dispuesto en una máquina o en unaparato electromagnético y destinado aatenuar los efectos de ciertas reaccionesdebidas a las corrientes que circulan en losotros devanados.

Devanado del inducido o del rotor: Enlas máquinas de corriente continua oasincrónica, devanado o arrollamientoconectado a la fuente externa y en el cualocurre la conversión principal de energíaeléctrica en energía mecánica.

Devanado estator: Arrollamiento que seencuentra en la parte fija del motor ogenerador.

Devanado quemado: Alambre de losarrollamientos deteriorados parcial ototalmente por efectos de cortocircuito osobrecarga.

Diagnostico: Determinación de una fallapor los signos que le son propicios.

Dispositivos: Mecanismo.

Eficiencia: Capacidad de una maquina paraconvertir una energía en otra forma deenergía, sin perdidas.

Electroimán: Barra de hierro dulce que seimanta artificialmente por la acción eléctrica

que pasa por un hilo conductor arrollado auna barra.

Electrón: Componente del átomo que llevacarga eléctrica negativa, neutralizada por lacarga eléctrica positiva del núcleo o protón.

Engranaje: Rueda dentada.

Engranar: Encajar una rueda dentada conotra.

Escobillas: Pieza que tienen algunasmáquinas eléctricas como los generadoreso el motor universal, y que sirve paramantener el contacto entre los conductoresy el rotor, para entrada y salida de corriente.

Espectro magnético: Margen completo dela ondas electromagnéticas, ordenadas segúnsu frecuencia.

Espira: Vuelta de una bobina o solenoide.

Factor de Potencia: Desfase entre lacorriente y tensión eléctrica.

Frecuencia: Ondas o ciclos por segundo decualquier fenómeno periódico.

Fricción: Rozamiento como medio deenlace de las piezas de una máquina.

Growler: Bobina arrollada en un núcleo dehierro para pruebas de verificación deinducidos o rotores.

Histéresis: Retraso del efecto debido a lainercia de la materia cuando varía laintensidad de la causa que actúa sobre ella.

Imán: Sustancia que atrae el Hierro, porcondición natural o adquirida.

EE



II

LL

MM PP

Interruptor Centrífugo: Dispositivo quetienen los motores eléctricos monofásicosy sirve para desconectar el devanado auxiliaro de arranque actuando por fuerzacentrífuga.

Lantánidos: Grupo formado porelementos químicos cuyo número atómicoestá comprendido entre el 57 y el 71.

Magnétita : Piedra imán o piedra demagnesia, ciudad de Asia menor.

Magnetismo: Conjunto de fenómenosatractivos y repulsivos producidos por losimanes y las corrientes eléctricas.

Manganeso: Elemento químico, metal decolor y brillo acerados, duro, quebradizo ymuy oxidable; tiene gran importancia en lafabricación del acero. Su símbolo es Mn, sunúmero atómico 25 y su peso atómico54.93.

Mantenimiento: Efecto de mantener omantenerse.

Mica:Silicato nativo múltiple, decoloraciones diversas, caracterizado porsepararse en láminas transparentes yelásticas. Es uno de los mejores aisladoreseléctricos.

Microfaradio: Unidad práctica decapacidad de un capacitor, equivalente a lamillonésima parte de un faradio.

Molécula: Agrupación definida y ordenadade átomos, de volumen pequeñísimo, queconstituye la menor porción de un cuerpoque existe y que puede subsistir en libertadsin dejar de participar en la naturaleza detodo.

Montaje: efecto de montar un aparato.

Motor: aparato generador de fuerza que damovimiento a una máquina.

Motor Eléctrico: Máquina o aparato quetransforma la energía eléctrica en trabajomecánico.

Motor Universal: Motor eléctrico monofásicoque funciona de igual forma conectado acorriente alterna o corriente directa.

Par de fuerzas: El formado por dos fuerzasiguales en magnitud, paralelas y de sentidoscontrarios, aplicadas a distintos puntos de uncuerpo y que producen un movimiento derotación.

Paralela: Línea equidistante de otra y que pormás que se prolonguen no pueden encontrarse.

Partícula: Cantidad muy pequeña de materiacon entidad propia: electrón, protón, neutrón.

Polea: Rueda móvil alrededor de un eje, con uncanal o garganta en su circunferencia, por dondepasa una cuerda o cadena a cuyos extremos seaplican respectivamente una potencia y unaresistencia; sirve para levantar y mover pesos.

Polimerizar: Convertir una sustancia en otra dela misma composición, pero de un pesomolecular doble, triple, etc.

Polímero: Sustancia obtenida de otra porpolimerización.

Polo: Punto opuesto a otro en un cuerpo, en loscuales se acumula en mayor cantidad la energíade un agente físico; como el magnetismo en losextremos de un imán, o la electricidad en losextremos de una pila.



RR

SS

TT

ZZ

Polo magnético: Punto situado en la regiónpolar, adonde se dirige la aguja imantada(brújula).

Portaescobillas: Pieza que sirve parapermitir que las escobillas o carbones hagancontacto con las delgas del conmutador.

Rendimiento: Trabajo útil de un motor ouna máquina.

Reóstato: Instrumento para hacer variar laresistencia en un circuito eléctrico Tambiénse usa para medir la resistencia eléctrica delos conductores.

Saturado: Cuerpo a su capacidad máxima.

Silicio: Elemento químico no metal que seextrae de la sílice; es un sólido de coloramarillento, de muy alta temperatura defusión, insoluble en agua y densidad relativadel 2.33, su símbolo es Si. Número atómico14 y su peso atómico 28.086.

Simétrico: Correspondencia de posición,formas y dimensiones de las partes de uncuerpo o figura a uno y otro lado de un planotransversal (Bilateral) o alrededor de un puntoo un eje (radial).

Sobrecarga: Carga superior a la apropiadapara el buen funcionamiento de algo.

Transductores: Dispositivo que tiene lamisión de recibir energía de una naturalezaeléctrica, mecánica, acústica, etc., suministrarotra energía de otra naturaleza, pero decaracterísticas dependientes de la que recibió.

Zumbido: Ruido continúo de algo.



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Instalacion y Antenimiento de Motores Electricos Monofasicos 5