Mantenimiento a Motores (Tesis)

7/28/2019 Mantenimiento a Motores (Tesis)

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ACRONIMOS

FEM: Fuerza Electromotriz

SEP: Sistema Elctrico de Potencia

Kv: Kilo Volts

Km: Kilometro

E: Voltaje inducido

: Flujo magntico

N: Numero de espiras

: Nmeros de revoluciones por minuto.

: Frecuencia de la red.

: Nmero de pares de polos de la maquina.

(N): Norte.

(S): Sur.

(C.D): Corriente Directa.

(C.C): Corriente Continua.

(C.A.): Corriente Alterna.

%: Porciento.

r.p.m.: Revoluciones Por Minuto.

V: voltaje.

: Grados.

C: Grados Centgrados.

IEC: Comisin Electrotcnica Internacional.P: Potencia en W.

I: Corriente en amperios

Cos : Factor de potencia.

(FS): Factor de Servicio.

Ps: Es la potencia de salida.

Pe: Es la potencia de entrada.


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HP: Caballos de fuerza.

KW-H: Kilo watts-hora.

(RC): Resistencia de carga.

(FCEM): Fuerza contra electromotriz.

(MKG): Par resistente de la mquina accionada.

D.D.P.: Diferencia De Potencial.

Ra: Resistencia de aislamiento mnima en megaohms a 40C.

KV: Voltaje de operacin del motor (en KV).

OD: Dimetro total de la laminacin.

ID: Dimetro interno de la laminacin.

DM: Dimetro medio de la laminacin.

S: Altura de la ranura.

HE: Altura efectiva de respaldo de la armadura.

: Lneas = BA

E: Volts

F: Frecuencia en HzB: Lneas/

A: Area en

CAD/CAM (Computer Aided desing/ Computer Aided Machinery)

CAMT (Computer Aided Maintenance)


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LISTA DE FIGURAS

Fig. 1.1 Generacin de un voltaje inducido moviendo un conductor por un campo magntico.

Fig. 1.2.- Cuando el imn en forma de barra se produce una corriente en el sentido indicado. El

campo magntico debido a la corriente inducida en la espira produce un campo magntico queejerce una fuerza sobre el imn, oponindose a su movimiento hacia la derecha.

Fig. 1.3. Regla de la mano izquierda.

Fig. 2.1.- Generador elctrico

Fig. 2.2.- Transformador elctrico

Fig.-2.3.- Transformador

Fig.-2.4.- Representacin de los polos entre el rotor y el estator.

Fig.2.5.-Diagrama esquemtico de la conexin de un motor de c.d. en conexinderivado (shunt) o paralelo.

Fig.2.6.- Tres formas para mostrar las conexiones de un motor c.d. de dos polos enconexin paralelo (derivado) o shunt.

Fig.2.7.- Esquema de conexin de un motor utilizado como generador de devanado compuestoCD.

Fig. 2.8.- Motor monofsico con espira encortocircuito


Fig. 4.1.- Esquema representativo de los pasos a seguir para la prueba de resistencia deaislamiento.

Fig. 4.2.- Determinacin de la geometra del estator

Fig. 4.3.- Esquema representativo de la prueba toroidal.


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LISTA DE TABLAS

Tabla 4.1.- tabla de registro en la prueba de I.P

Tabla. 4.2.- tabla para el procedimiento de la prueba toroidal.


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RESUMEN

En el siguiente trabajo de investigacin tratado sobre mantenimiento a los motores se

proporciona la informacin para tener un mejor concepto sobre ellos, adems de quemuestra las partes del motor en sus diferentes tipos, caractersticas, etc. Adems de queproporciona la informacin para tener un mayor tiempo de vida til de la maquina.

Tomando en cuenta el trabajo que realiza cada tipo de maquina en sus diferentescampos de trabajo se deben tomar el tiempo de verificacin de trabajo correcto. Elmantenimiento en las maquinas elctricas es importante ya que con ello se puedenreducir los daos en los equipos, los tipos de mantenimiento son de mucha importancia,tales como el mantenimiento preventivo, que se encarga que detectar los posibles daosen la unidad. El mantenimiento correctivo es el que se encarga de corregir los daos

provocados en el sistema una vez averiado cada componente de este.


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CAPITULO 1FUNDAMENTOS TERICOS.

1.1.- Antecedentes

Actualmente las empresas se han visto en la necesidad de implementar planes demantenimiento preventivo y a travs de estos prolongar el funcionamiento de susequipos para prestar un servicio sin demoras ni fallas.

Para alcanzar el objetivo, y conformar una serie de antecedentes precisos, parafortalecer la investigacin los cuales sirven de sustento para la realizacin del presentetrabajo especial de grado se ha realizado una consulta bibliogrfica a estudios que se

basan en planes de mantenimiento preventivos, de estos se analizo lo siguiente.Tisoy (2005) diseo de un plan de mantenimiento preventivo para la maquinaria

pesada de la empresa; Maquinarias Piare Acarigua. Siendo una investigacin de tipoespecial con un diseo no experimental, utilizando la tcnica de recoleccin de datos yel instrumento aplicado es una encuesta valida por expertos, concluyendo con lo antesexpuesto que se puede ver la importancia que tiene para la empresa antes mencionada ,la elaboracin de plan de mantenimiento preventivo a las maquinarias de esta empresa,

para incrementar los niveles de disponibilidad y confiabilidad de las unidades, as comotambin minimizar los costos en la actividad de mantenimiento.

Los antecedentes expuestos son le base de la presente investigacin sobre planesde mantenimientos preventivos implementados a diversas maquinas ya que es unaactividad de suma importancia y en todos los casos de relevante necesidad, para losmotores diesel de flota de gandolas de la empresa acitracmor tanto para disminuir costos

en reparacin como aumentar la vida til de las unidades.

1.2.-La ley de induccin Faraday. [1]

La ley de induccin electromagntica de Faraday. En 1831, Joseph Faraday hizo uno delos ms importantes descubrimientos en electromagnetismo, que en la actualidad seconoce como: La ley de induccin electromagntica Faraday, que relacionafundamentalmente el voltaje y el flujo en el circuito. Esta ley se enuncia en los puntossiguientes:

Si se tiene un flojo magntico que eslabona a una espira y, adems, vara con el tiempo,se induce un voltaje entre terminales.

El valor del voltaje inducido es proporcional al ndice de cambio de flujo en el circuito.

Por definicin y de acuerdo al sistema internacional de unidades (SIU), cuando el flujodentro de la espira varia en 1 weber por segundo, se induce un voltaje de 1 volt entre susterminales; en consecuencia, si un flujo vara dentro de una bobina de N espiras, elvoltaje inducido se da por la expresin:


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Donde:

E = VOLTAJE INDUCIDO EN VOLTSN = NUMERO DE ESPIRAS EN LA BOBINA.

= CAMBIO DE FLUJO DENTRO DE LA ESPIRA O BOBINA (WEBER).

= INTERVALO DE TIEMPO DURANTE EL CUAL EL FLUJO CAMBIA (S).

La ley de Faraday establece las bases para las aplicaciones prcticas en el estudio detransformadores, generadores y motores de corriente alterna.

Fig. 1.1 Generacin de un voltaje inducido moviendo un conductor por un campo magntico.

1.3.- Ley de Lenz. [2]

El signo negativo de la ley de Faraday est relacionado con la direccin de la f.e.m.inducida. La direccin y sentido de la f.e.m. y de la corriente inducida puedendeterminarse mediante un principio fsico llamado ley de Lenz:

La f.e.m. y la corriente inducidas poseen una direccin y sentido tal que tienden a

oponer a la variacin que las produce.

Este enunciado de la ley de Lenz no especifica el tipo de variacin que acusa la f.e.m. yla corriente inducidas. Lo cual intencionalmente queda sin concretas para cubrir unadiversidad de condiciones.

La figura muestra una barra magntica que se mueve acercndose a una espira deresistencia R. El movimiento del imn hacia la derecha induce una f.e.m. y una corrienteen la espira. La ley de Lenz establece que esta f.e.m. y la correspondiente corrienteinducida debern tener una direccin que se oponga al movimiento del imn. Es decir,

la corriente inducida en la espira produce un campo magntico el cual ejerce una fuerzadirigida hacia la izquierda cuando el imn se aproxima por la derecha. La siguiente


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figura muestra el momento magntico inducido en la espira de corriente cuando el imnse acerca hacia esta.

Fig. 1.2.- Cuando el imn en forma de barra se produce una corriente en el sentido indicado. Elcampo magntico debido a la corriente inducida en la espira produce un campo magntico que

ejerce una fuerza sobre el imn, oponindose a su movimiento hacia la derecha.

La espira acta como un imn con su polo norte a la izquierda y el sur a la derecha ydado que los polos iguales se repelen, el momento magntico inducido de la espirarepele al imn, por lo que la espira reacciona oponindose al movimiento deacercamiento del imn a la espira.

Se puede enunciar la ley de Lenz de forma alternativa en trminos del flujo magnticode la siguiente forma:

Cuando se produce una variacin del flujo magntico que atraviesa una superficie, elcampo magntico debido a la corriente inducida genera un flujo magntico sobre lamisma superficie que se opone a dicha variacin.

1.4.- La ley de la mano izquierda. [3]

Otra forma de determinar la direccin de rotacin del rotor en un motor, es la aplicacinde la llamada regla de la mano izquierda, que consiste en colocar los dedos de la manoizquierda de manera que formen un ngulo recto entre s.

Una vez colocados en la forma antes descrita, se gira la mano hasta lograr que el dedondice apunte en la direccin del flujo del campo. Despus se gira la mano de manera

que el dedo medio apunte en la direccin convencional del flujo de corriente. El otrodedo, indica la trayectoria del movimiento de conductor.

Fig. 1.3.- Regla de la mano izquierda


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1.5.- EL Campo magntico. [1]

El Campo Magntico es el mecanismo fundamental mediante el cual los motores, engeneradores y transformadores convierten la energa de una forma en otra. La maneracomo el campo magntico acta en los diferentes equipos, se puede describir mediante

cuatro principios bsicos, que son:

Al circular corriente por un conductor se produce un campo magntico alrededorde l.

Si a travs de una espira se pasa un campo magntico variable con el tiempo, seinduce un voltaje en dicha espira.(Esta es la base de la accin transformadora).

Si un conductor por el cual circula corriente, se encuentra dentro de un campomagntico, se produce una fuerza sobre dicho conductor. (Esta es la base de laaccin motora).

Cuando un conductor en movimiento se encuentra inmerso dentro de un campomagntico, en dicho conductor se induce un voltaje. (Esta es la base de la accingeneradora.).

1.6.- sistema elctrico de potencia (SEP). [5]

Un Sistema Elctrico de Potencia (SEP), es el conjunto de centrales generadoras, delneas de transmisin interconectadas entre s y de sistemas de distribucin esencialespara el consumo de energa elctrica.

El Sistema Elctrico de Potencia (SEP) est formado por tres partes principales:generacin, transmisin y distribucin; siendo:

- La GENERACIN, es donde se produce la energa elctrica, por medio de lascentrales generadoras, las que representan el centro de produccin, y dependiendo de lafuente primaria de energa, se pueden clasificar en:

* CENTRALES HIDROELCTRICAS

* CENTRALES TERMOELCTRICAS

* CENTRALES GEOTERMOELCTRICAS

* CENTRALES NUCLEOELCTRICAS

* CENTRALES DE CICLO COMBINADO

* CENTRALES DE TURBO-GAS

* CENTRALES ELICAS


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* CENTRALES SOLARES

Las centrales generadoras se construyen de tal forma, que por las caractersticas delterreno se adaptan para su mejor funcionamiento, rendimiento y rentabilidad.

En rgimen normal, todas las unidades generadoras del sistema se encuentran en "sincronismo ", es decir, mantienen ngulos de cargas constantes. En este rgimen, lafrecuencia debe ser nominal ( 60 Hz. ) o muy cercana a sta. Los voltajes de generacinvaran de 2.4 a 24 kV. , dependiendo del tipo de central.

Las caractersticas de las centrales elctricas se relacionan con la subestacin y la lneade transmisin en funcin de la potencia, la distancia a que se transmite y al rea porservir.

- LNEAS DE TRANSMISIN, son los elementos encargados de transmitir la energaelctrica, desde los centros de generacin a los centros de consumo, a travs de distintas

etapas de transformacin de voltaje; las cuales tambin se interconectan con el sistemaelctrico de potencia (SEP).

Los voltajes de transmisin utilizadas en este pas son: 115, 230 y 400 kV.

Una de las formas de clasificar las lneas de transmisin, es de acuerdo a su longitud,siendo:

a) Lnea corta de menos de 80 Km.

b) Lnea media de entre 80 y 240 Km.

c) Lnea larga de 240 Km. y ms

- SUBESTACIONES ELCTRICAS, en funcin a su diseo son las encargadas eninterconectar lneas de transmisin de distintas centrales generadoras, transformar losniveles de voltajes para su transmisin o consumo.

Las subestaciones elctricas por su tipo de servicio se clasifican en:

* SUBESTACIONES ELEVADORAS

* SUBESTACIONES REDUCTORAS

* SUBESTACIONES COMPENSADORAS

* SUBESTACIONES DE MANIOBRA O SWITCHEO

* SUBESTACIN PRINCIPAL DEL SISTEMAS DE DISTRIBUCIN

* SUBESTACIN DE DISTRIBUCIN

* SUBESTACIONES RECTIFICADORAS


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* SUBESTACIONES INVERSORAS

Sin duda la denominacin de una subestacin como transmisin o distribucin esindependiente de las tensiones involucradas, y est determinada por el fin a que sedestin.

El objetivo a cumplir por una subestacin es determinante en su ubicacin fsica. Paraesto, las subestaciones de transmisin estn ubicadas alejadas de los centros urbanos,esto facilita, el acceso de lneas de alta tensin y la localizacin de terrenos losuficientemente grandes para albergar en forma segura los delicados equipos para elmanejo de alta tensin.

Por otra parte las subestaciones de distribucin deben construirse en funcin delcrecimiento de la carga, es decir, deben estar ubicadas en los centros de carga de reasurbanizadas para, de esta forma, asegurar la calidad y continuidad del servicio alusuario.

Es claro que por las caractersticas funcionales de cada subestacin, no deben mezclarseen una instalacin, equipos de transmisin y distribucin. La utilizacin de este tipo desubestaciones debe limitarse exclusivamente a aquellos casos de claras justificacionestcnico econmico.

Las subestaciones de distribucin son alimentadas desde las subestaciones detransmisin con lneas o cables de potencia a la tensin de 230 o 85 kV, es lgicosuponer que esta tensin no debe considerarse como de transmisin ni distribucin paraesta condicin intermedia, se desarrolla el concepto de subtransmisin.

Los niveles de tensin para su aplicacin e interpretacin se consideran conforme loindican las tarifas para la venta de energa elctrica en su seccin de aspectos generales,siendo:

a) Baja tensin es el servicio que se suministra en niveles de tensin menores o igualesa 1 kV.

b) Media tensin en el servicio que se suministra en niveles de tensin mayores a 1 kV.,pero menores o iguales a 35 kV.

c) Alta tensin a nivel subtransmisin es el servicio que se suministra en niveles detensin mayor a 35 kV., pero menores a 220 kV.

d) Alta tensin a nivel transmisin es el servicio que se suministra en niveles de tensiniguales o mayores a 220 kV.

Actualmente en nuestro pas, la industria elctrica est incrementando da con da suactividad, ya que tiene que satisfacer la demanda de su gran poblacin. Es por esto, queel Sector Elctrico tiene que desarrollar nuevas tcnicas y mtodos para su utilizacinen el suministro de energa elctrica; ya que al haber ms actividad, es inminente laurgencia de una mejor optimizacin de los sistemas elctricos.


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CAPITULO2MAQUINAS ELCTRICAS ROTATIVAS.

2.1.- Maquinas elctricas. [5]

Una mquina elctrica es un dispositivo que transforma la energa cintica en otraenerga, o bien, en energa potencial pero con una presentacin distinta, pasando estaenerga por una etapa de almacenamiento en un campo magntico. Se clasifican en tresgrandes grupos: generadores, motores y transformadores.

Los generadores transforman energa mecnica en elctrica, mientras quelos motores transforman la energa elctrica en mecnica haciendo girar un eje. El motorse puede clasificar en motor de corriente continua o motor de corriente alterna. Lostransformadores y convertidores conservan la forma de la energa pero transforman suscaractersticas.

Una mquina elctrica tiene un circuito magntico y dos circuitos elctricos.

Normalmente uno de los circuitos elctricos se llama excitacin, porque al ser recorridopor una corriente elctrica produce las ampervueltas necesarias para crear el flujoestablecido en el conjunto de la mquina.

Desde una visin mecnica, las mquinas elctricas se pueden clasificar en rotativas yestticas. Las mquinas rotativas estn provistas de partes giratorias, como las dinamos,alternadores, motores. Las mquinas estticas no disponen de partes mviles, como lostransformadores.

En las mquinas rotativas hay una parte fija llamada estator y una parte mvil llamadarotor. Normalmente el rotor gira en el interior del estator. Al espacio de aire existenteentre ambos se le denomina entrehierro. Los motores y generadores elctricos son elejemplo ms simple de una mquina rotativa.

2.2.- Clasificacin de las maquinas elctricas. [6]

Las principales aplicaciones dele fenmeno de electromagnetismo y de la induccinelectromagntica, se encuentran las maquinas elctricas, o sea aquellas maquinas quetransforman la energa mecnica en energa elctrica (generadores) o la energa elctricaen energa mecnica (motores). A este importante grupo de mquinas se define comogiratorias, debido a que una de sus partes constitutiva gira sobre s misma, se agregaotro importante de mquinas, que basndose en el fenmeno de induccinelectromagntica, no tiene partes en movimientos y se define por lo tanto como estticasy por medio de las cuales es posible variar el voltaje de un valor bajo a otro elevado yviceversa con la consecuente variacin de las corrientes en forma inversa a los voltajes,y manteniendo la potencia prcticamente constante. A estas mquinas se les conocecomo transformadores.

Las maquinas elctricas ya sean giratorias o estticas, se pueden clasificar tambin deacuerdo con el tipo de corriente que usan cuando son alimentadas o que generan cuando

representan una fuente de energa, de manera que se tienen las llamadas mquinas deCORRIENTE CONTINUA y mquinas de CORRIENTE ALTERNA, para las
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mquinas de este ltimo grupo se puede tener otra clasificacin como monofsicas otrifsicas. De acuerdo con lo mencionado en estos prrafos, las maquinas elctricas se

pueden clasificar en general como:

Maquinas giratorias.

a) GeneradoresLos generadores transforman la anergia mecnica (producida por turbinas hidrulicas,de vapor o por motores de combustin interna) en energa elctrica de corriente alternao en corriente continua. Cuando se produce corriente alterna los generadores recibentambin el nombre de alternadores y cuando producen corriente continua losgeneradores tambin se conocen como dinamos.

b) MotoresLos motores transforman la energa elctrica en energa mecnica, es decir que laenerga elctrica, est en posicin de dar movimiento una parte giratoria que se conoceen general como rotor y que transmite su movimiento a otros rganos mecnicos queaccionan a las maquinas sobre las cuales actan. De acuerdo con la corriente que losacciona puede ser; de corriente alterna (dentro de esta categora se tienen los llamadosmotores asncronos y los motores sncronos) y de corriente continua, conocindose lasmaquinas que se alimentan con este tipo de corriente como maquinas de corrientecontinua.

Maquinas estticas

a) Transformadores.Transforman elevando o bajando los dos parmetros fundamentales que caracterizan auna potencia elctrica, es decir el voltaje y la corriente, permaneciendo constante la

potencia, funcionan solo con corriente alterna.

b) Convertidores e inversores.Transforman la corriente alterna en corriente continua (convertidor) o la corrientecontinua en corriente continua en corriente directa.


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2.3.- Tipos de maquinas elctricas.

2.3.1.- Generador elctrico. [7]

Un generador elctrico es todo dispositivo capaz de mantener una diferencia depotencial elctrico entre dos de sus puntos, llamados polos, terminales o bornes. Losgeneradores elctricos son mquinas destinadas a transformar la energa mecnica enelctrica. Esta transformacin se consigue por la accin de un campo magntico sobrelos conductores elctricos dispuestos sobre una armadura (denominada tambin estator).Si mecnicamente se produce un movimiento relativo entre los conductores y el campo,

se generara una fuerza electromotriz (F.E.M.).

En la actualidad, la generacin de C.C. se realiza mediante pilas y acumuladores o seobtiene de la conversin de C.A. a C.C. mediante los puentes rectificadores. El uso de ladinamo para la produccin de energa en forma de C. C. se estuvo utilizando hasta lallegada de los alternadores, que con el tiempo la han dejado totalmente desplazada. Hoyen da nicamente se utilizan las dinamos para aplicaciones especficas, como porejemplo, para medir las velocidades de rotacin de un eje (tacodinamos), ya que latensin que presentan en los bornes de salida es proporcional a la velocidad de lamisma.

Se puede decir que una dinamo es una mquina elctrica rotativa que produce energaelctrica en forma de corriente continua aprovechando el fenmeno de induccinelectromagntica. Esta mquina consta fundamentalmente de un electroimn encargadode crear un campo magntico fijo conocido por el nombre de inductor, y un cilindrodonde se enrollan bobinas de cobre, que se hacen girar a una cierta velocidad cortandoel flujo inductor, que se conoce como inducido.
http://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos6/elme/elme.shtml#induccionhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos13/tramat/tramat.shtml#COBREhttp://www.monografias.com/trabajos12/magne/magne.shtml#cahttp://www.monografias.com/trabajos6/elme/elme.shtml#induccionhttp://www.monografias.com/trabajos13/cinemat/cinemat2.shtml#TEORICOhttp://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos54/produccion-sistema-economico/produccion-sistema-economico.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/pila/pila.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos6/auti/auti.shtml


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Fig. 2.1.- Generador elctrico

2.3.2.- Transformador elctrico. [8]

Se denomina transformador a un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuirla tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La

potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sinprdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan unpequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo, tamao, etc.

El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un ciertonivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, por medio de interaccin

electromagntica. Est constituido por dos o ms bobinas de material conductor,aisladas entre s elctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismoncleo de material ferromagntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye elflujo magntico comn que se establece en el ncleo.

Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccinelectromagntica y estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinasdevanadas sobre un ncleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de lminasapiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las

bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios segn correspondan a laentrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existen

transformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado"terciario", de menor tensin que el secundario.
http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Flujo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ferromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potenciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Diferencia_de_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica


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Fig. 2.2.- Transformador elctrico

2.3.3.- Convertidores elctricos. [1]

Son mquinas que transforman la energa elctrica modificando los parmetros bajo losque se presenta. Dentro de este grupo estudiaremos los transformadores.

Se denomina transformador a un dispositivo elctrico que permite aumentar o disminuirla tensin en un circuito elctrico de corriente alterna, manteniendo la potencia. La

potencia que ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sinprdidas), es igual a la que se obtiene a la salida. Las mquinas reales presentan unpequeo porcentaje de prdidas, dependiendo de su diseo, tamao, etc.

El transformador es un dispositivo que convierte la energa elctrica alterna de un ciertonivel de tensin, en energa alterna de otro nivel de tensin, por medio de interaccinelectromagntica. Est constituido por dos o ms bobinas de material conductor,

aisladas entre s elctricamente y por lo general enrolladas alrededor de un mismoncleo de material ferromagntico. La nica conexin entre las bobinas la constituye elflujo magntico comn que se establece en el ncleo.

Los transformadores son dispositivos basados en el fenmeno de la induccinelectromagntica y estn constituidos, en su forma ms simple, por dos bobinasdevanadas sobre un ncleo cerrado, fabricado bien sea de hierro dulce o de lminasapiladas de acero elctrico, aleacin apropiada para optimizar el flujo magntico. Las

bobinas o devanados se denominan primarios y secundarios segn correspondan a laentrada o salida del sistema en cuestin, respectivamente. Tambin existentransformadores con ms devanados; en este caso, puede existir un devanado

"terciario", de menor tensin que el secundario.

Fig.-2.3.- Transformador
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Los convertidores elctricos estticos.

Estos aparatos se utilizan para convertir la energa elctrica con el fin de adaptarla autilizaciones ulteriores especficas. Adems de los elementos convertidores (vlvulas)de diferentes tipos, los aparatos de este grupo pueden llevar dispositivos auxiliares (por

ejemplo: transformadores, bobinas de induccin, resistencias o dispositivos de mando).EL funcionamiento se debe a que las vlvulas convertidoras actan alternativamentecomo conductoras o no conductoras.

Por otra parte, el hecho de que estos aparatos incorporen a menudo dispositivos pararegular la tensin o la corriente de salida no modifica la clasificacin, aunque enalgunos casos los aparatos se llamen reguladores de tensin o de corriente.

Este grupo comprende:

A) Los rectificadores, que transforman una corriente alterna monofsica o polifsica en

corriente continua, generalmente con modificacin simultnea de la tensin.

B) Los onduladores que transforman una corriente contina en alterna.

C) Los convertidores de corriente alterna y los convertidores de frecuencia quetransforman la corriente alterna monofsica o polifsica en corriente alterna defrecuencia o tensin diferentes.

D) Los convertidores de corriente continua que transforman la corriente contina encorriente continua de tensin o de polaridad diferentes.

2.3.4.- Motores elctricos. [9]

Los motores elctricos son mquinas elctricas que transforman en energa mecnica laenerga elctrica que absorben por sus bornes.

Atendiendo al tipo de corriente utilizada para su alimentacin, se clasifica en:

- Motores de corriente directa.

De excitacin independiente.De excitacin serie.De excitacin (shunt) o derivacin.De excitacin compuesta (compund).

- Motores de corriente alterna.

Motores sncronos.Motores asncronos.

- Monofsicos.


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De bobinado auxiliar.De espira en cortocircuito.Universal.

- Trifsicos.

De rotor bobinado.De rotor en cortocircuito (jaula de ardilla).

Todos los motores de corriente continua as como los sncronos de corriente alternaincluidos en la clasificacin anterior tienen una utilizacin y unas aplicaciones muyespecficas.

Los motores de corriente alterna asncronos, tanto monofsicos como trifsicos, son losque tienen una aplicacin mas generalizada gracias a su facilidad de utilizacin, pocomantenimiento y bajo coste de fabricacin.

La velocidad de sincronismo de los motores elctricos de corriente alterna vienedefinida por la expresin.

Donde:

; Nmeros de revoluciones por minuto.

; Frecuencia de la red.

; Nmero de pares de polos de la maquina.

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismoprincipio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circulauna corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de un campo magntico, stetiende a desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo magntico.

El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la corriente elctrica quecircula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnticas, que

provocan, debido a la interaccin con los polos ubicados en el estator, el movimientocircular que se observa en el rotordel motor. Aprovechando el estator y rotor ambos deacero laminado al silicio se produce un campo magntico uniforme en el motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campomagntico, adems si lo ponemos dentro de la accin de un campo magnticopotente,el producto de la interaccin de ambos campos magnticos hace que el conductor tiendaa desplazarse produciendo as la energa mecnica. Dicha energa es comunicada alexterior mediante un dispositivo llamado flecha.
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1torhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotor_(m%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotor_(m%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica)http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1torhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna


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2.4.- Motores de corriente directa. [10]

Un motorelctrico de Corriente Continua es esencialmente una mquina que convierteenerga elctrica en movimiento o trabajo mecnico, a travs demedios electromagnticos.

Fundamentos de operacin de los motores elctricos.

En magnetismo se conoce la existencia de dos polos: polo norte (N) y polo sur (S), queson las regiones donde se concentran las lneas de fuerza de un imn. Un motor parafuncionar se vale de las fuerzas de atraccin y repulsin que existen entre los polos. Deacuerdo con esto, todo motor tiene que estar formado con polos alternados entre elestator y el rotor, ya que los polos magnticos iguales se repelen, y polos magnticosdiferentes se atraen, produciendo as el movimiento de rotacin.

Fig.2.4.-Representacion de los polos entre el rotor y el estator.

Partes principales del motor de c.d.

ESTATOR: Es el que crea el campo magntico fijo, al que le llamamos Excitacin. Enlos motores pequeos se consigue con imanes permanentes. Cada vez se construyenimanes ms potentes, y como consecuencia aparecen en el mercado motores deexcitacin permanente, mayores.

ROTOR: Tambin llamado armadura. Lleva las bobinas cuyo campo crea, junto al delestator, el par de fuerzas que le hace girar.

ESCOBILLAS: Normalmente son dos tacos de grafito que hacen contacto con lasbobinas del rotor. A medida que ste gira, la conexin se conmuta entre unas y otrasbobinas, y debido a ello se producen chispas que generan calor. Las escobillas sefabrican normalmente de grafito, y su nombre se debe a que los primeros motoresllevaban en su lugar unos paquetes hechos con alambres de cobre dispuestos de maneraque al girar el rotor "barran", como pequeas escobas, la superficie sobre la que tenanque hacer contacto.

COLECTOR: Los contactos entre escobillas y bobinas del rotor se llevan a cabointercalando una corona de cobre partida en sectores. El colector consta a su vez de dos

partes bsicas:
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DELGAS: Son los sectores circulares, aislados entre s, que tocan con las escobillas y asu vez estn soldados a los extremos de los conductores que conforman las bobinas delrotor.

MICAS: Son lminas delgadas del mismo material, intercaladas entre las delgas demanera que el conjunto forma una masa compacta y mecnicamente robusta.

Utilizacin de los motores de corriente directa [c.d.] o corriente continua [c.c.]

Se utilizan en casos en los que es importante el poderregular continuamente lavelocidad del motor, adems, se utilizan en aquellos casos en los que es imprescindibleutilizar corriente directa, como es el caso de motores accionados porpilas o bateras.Este tipo de motores debe de tener en el rotor y el estator el mismo numero de polos y elmismo numero de carbones.

Los motores de corriente directa pueden ser de tres tipos:

Serie.

Paralelo.Compound.

2.4.1.- Motores de c.d. con devanado en paralelo. [10]

En estos motores, la intensidad del campo no se afecta en forma apreciable por los

cambios en la carga, de manera que se obtiene una velocidad relativamente constante.

Este tipo de motores se puede usar para la operacin de mquinas que requieren una

velocidad casi constante, un par de arranque bajo y con ligeras sobrecargas.

Los motores en conexin derivado o paralelo, se pueden hacer de velocidad variable,por medio del control del campo y del control en la armadura.

Fig.2.5.-Diagrama esquemtico de la conexin de un motor de c.d. en conexin

derivado (shunt) o paralelo.
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Fig.2.6.- Tres formas para mostrar las conexiones de un motor c.d. de dos polos enconexin paralelo (derivado) o shunt.

2.4.2.- Motores de c.d. con devanado en serie.Es un tipo de motor elctrico de corriente continua en el cual el devanado de campo(campo magntico principal) se conecta en serie con la armadura. Este devanado esthecho con un alambre grueso porque tendr que soportar la corriente total de laarmadura.

Debido a esto se produce un flujo magntico proporcional a la corriente de armadura(carga del motor). Cuando el motor tiene mucha carga, el campo de serie produce uncampo magntico mucho mayor, lo cual permite un esfuerzo de torsin mucho mayor.Sin embargo, la velocidad de giro vara dependiendo del tipo de carga que se tenga (sincarga o con carga completa). Estos motores desarrollan un par de arranque muy elevado

y pueden acelerar cargas pesadas rpidamente.

Fig.2.7.- Motores de c.d. con devanado en serie.

Si el hierro del motor se mantiene a saturacin moderada, el flujo ser casi directamenteproporcional a dicha intensidad. Velocidad y par de los motores devanados en serie.

Si la carga en un motor devanado en serie se hace pequea, la velocidad aumentamucho, de modo que un motor de este tipo siempre debe conectarse a la carga a travs

de un engranaje reductor o directamente. Si se conectara mediante banda y sta serompiera, la velocidad del motor se disparara y el motor probablemente estallara.
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Para una carga dada y, por lo tanto, para una corriente dada, la velocidad de un motordevanado en serie se puede incrementar al poner en derivacin el devanado en serie, o

bien, al poner en cortocircuito algunas de las vueltas en serie, de modo que se reduzca elflujo magntico. La velocidad se puede reducir al introducir una resistencia en serie conla armadura.

2.4.3.- Motor de c.d. con devanado compuesto. [10]

Es un motor de corriente continua cuya excitacin es originada por dos bobinadosinductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido y otroconectado en derivacin con el circuito formado por los bobinados inducido, inductorserie e inductor auxiliar.

Los motores compuestos tienen un campo serie sobre el tope del bobinado del camposhunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, esconectado en serie con la armadura y lleva la corriente de armadura.

El flujo del campo serie varia directamente a medida que la corriente de armadura vara,y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal quesu flujo se aade al flujo del campo principal shunt. Los motores compuestos seconectan normalmente de esta manera y se denominan como compuesto acumulativo.

Esto provee una caracterstica de velocidad que no es tan "dura" o plana como la delmotor shunt, ni tan "suave" como la de un motor serie. Un motor compuesto tiene unlimitado rango de debilitamiento de campo; la debilitacin del campo puede resultar enexceder la mxima velocidad segura del motor sin carga. . Los motores de corrientecontina compuesto son algunas veces utilizados donde se requiera una respuesta estable de parconstante para un rango de velocidades amplio.

Fig.2.8.- Esquema de conexin de un motor utilizado como generador de devanado compuestoCD.

2.5.- Motores de corriente alterna. [11]

Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores elctricos que funcionancon corriente alterna. Un motor es una mquina motriz, esto es, un aparato que

convierte una forma determinada de energa en energa mecnica de rotacin o par. Un
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motor elctrico convierte la energa elctrica en fuerzas de giro por medio de la accinmutua de los campos magnticos.

Hay dos tipos de motores elctricos a corriente alterna, el motor sncrono y el motor ainduccin. Cada uno de estos tipos puede usar corriente monofsica o trifsica. Enaplicaciones industriales, los motores trifsicos son los ms comunes, debido a sueficacidad mayor que los motores monofsicos. El motor sncrono es mucho menosgeneralizado que el motor a induccin, pero se usa en unas aplicaciones especiales, querequieren una velocidad absolutamente constante o una correccin del factor de

potencia. Los motores a induccin y los motores sncronos son similares en muchosaspectos pero tienen algunos detalles diferentes.

El motor de corriente alterna, podemos clasificarlos de varias maneras, por su velocidadde giro, por el tipo de rotor y por el nmero de fases de alimentacin.

Vamos a ello:

Por su velocidad de giro.

Asncronos. Un motor se considera asncrono cuando la velocidad del campo magnticogenerado por el estator supera a la velocidad de giro del rotor.Sncronos. Un motor se considera sncrono cuando la velocidad del campo magnticodel estator es igual a la velocidad de giro del rotor. Recordar que el rotor es la partemvil del motor. Dentro de los motores sncronos, nos encontramos con unasubclasificacin:

- Motores sncronos trifsicos.- Motores asncronos sincronizados.- Motores con un rotor de imn permanente.

2. Por el tipo de rotor.

- Motores de anillos rozantes.- Motores con colector.- Motores de jaula de ardilla.

3. Por su nmero de fases de alimentacin.

- Motores monofsicos.- Motores bifsicos.- Motores trifsicos.- Motores con arranque auxiliar bobinado.- Motores con arranque auxiliar bobinado y con condensador.

2.6.- Motor monofsico de c.a. [11]


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Dada la sencillez, robustez, bajo precio y ausencia de chispas son de gran aplicacin losmotores asncronos monofsicos de induccin de rotor en corto circuito. La utilizacinde motores monofsicos ser factible para aplicaciones de pequea potencia. En losmotores monofsicos no resulta sencillo iniciar el campo giratorio, por lo cual se tieneque usar algn elemento auxiliar.

Motor monofsico de induccin.

Su funcionamiento es el mismo que el de los motores asncronos de induccin. Dentrode este grupo existen los siguientes motores:

De polos auxiliares o tambin llamados de fase partida. Con condensador. Con espiras en cortocircuito o tambin llamados de polos partidos.

Motor monofsico de fase partida.

Tiene dos devanados, uno principal y otro auxiliar. El devanado auxiliar es elque provoca el arranque del motor, debido a que desfasa un flujo magntico respecto alflujo del devanado principal, as se logra tener dos fases en el momento del arranque. Altener el devanado auxiliar la corriente desfasada respecto a la corriente principal, segenera un campo magntico que facilita el giro del rotor. Cuando la velocidad del girodel rotor acelera el par de motor aumenta. Si esta velocidad est prxima alsincronismo, se logra alcanzar un par de motor tan elevado casi como en un motortrifsico. Cuando la velocidad alcanza un 75% del sincronismo, el devanado auxiliar sedesconecta gracias aun interruptor centrfugo que llevan incorporados estos motores, locual hace que el motor solo funcione con el devanado principal.

Este tipo de motor dispone de un rotor de jaula de ardilla como los utilizados en losmotores trifsicos. El par de motor de estos motores oscila entre 1500 y 3000 r.p.m.,dependiendo si el motor es de 2 4 polos, teniendo unas tensiones de 125 y 220 V. Lavelocidad es prcticamente constante. Para invertir el giro del motor se intercambian losgiros de uno solo de los devanados (principal o auxiliar).

Motor monofsico con condensador de arranque.Tambin disponen de devanado principal y auxiliar. Se aade un condensador en seriecon el devanado auxiliar de tal modo que el ngulo de desfase entre losflujos producidos por ambas bobinas se acerque a 90. El par de arranque conseguido

por estos motores aumenta con la capacidad del condensador. Sin embargo una

capacidad excesivamente elevada puede reducir la impedancia total del devanadoauxiliar avalores pequeos, aumentando la corriente absorbida por el devanado auxiliar.Si este devanado no se desconecta una vez arrancado el motor, el calor producido por lafuerte corriente puede llegar a destruirlo. Sin embargo para que esto no ocurra, se

procede a la desconexin del conjunto formado por el condensador y el devanadoauxiliar mediante un interruptor centrfugo.


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El rotor de estos motores es de jaula de ardilla. El estator es de polos salientes, en elcual se arrolla la bobina principal como si fuese un transformador. En la parte extremade cada polo se coloca una espira en cortocircuito. El devanado principal produce uncampo magntico alternativo que atraviesa el rotor y las dos espiras en cortocircuitosituadas en el estator. En las espiras se induce una f.e.m. que hace aparecer una pequeacorriente y un pequeo flujo magntico que queda retrasado respecto al flujo principal,que es suficiente para provocar un par de arranque en el motor.

El sentido de giro de estos motores depende de la disposicin relativa de las espiras decortocircuito y de los polos principales. El par de arranque, el rendimiento y el factor de

potencia no es muy bueno. Sin embargo la gran sencillez de este motor lo haceideal para aplicaciones de poca potencia.

2.7.- Seleccin del tipo de motores elctricos. [12]

Gestin inicial.

Siempre que se tiene la necesidad de adquirir un motor, hay que hacer antes lossiguientes cuestionamientos:

Es una instalacin nueva o existente?Cules son las condiciones de la red elctrica?Cul es la carga que el motor va a accionar?Cules son las condiciones medioambientales?Cul va a ser el tiempo de recuperacin de la inversin?Qu tipo de normas debe cumplir el motor?Cmo va a ser hecho el arranque del motor?

Obviamente, Cules son las caractersticas de potencia y velocidad requeridas delmotor?

Los motores elctricos son bsicamente rotativos y la ventaja que tienen es que son muyverstiles, de fcil control y muy limpios. Bsicamente se utilizan para montajes fijos.


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No tienen autonoma a diferencia de los motores trmicos. Existen tres tipos de motoreselctricos que son los siguientes:

Mquina de corriente contina. Mquina de corriente alterna asncrona.

Mquina de corriente alterna sncrona.

Se descarta la mquina de corriente continua porque aunque una de sus ventajas es lafacilidad del control de la velocidad, para una misma potencia los motores de corrientecontinua necesitan de ms mantenimiento, son mayores y ms caros que los motores deinduccin. Los motores sncronos presentan las ventajas de tener un rendimiento mayorque los motores de induccin (asncronos), y destacan sobre todo pormantener una velocidad angular rigurosamente constante con la frecuencia dealimentacin. La mquina de tiras no necesita que la velocidad sea tan precisa, pues loimportante es que la velocidad sea igual en cada uno de los rodillos de transmisin. As

pues, el motor sncrono tambin es descartado. Se elige la mquina de induccin

(asncrona trifsica) pues se caracteriza por su robustez, simplicidad de sus elementos ybajo mantenimiento, siendo estas tambin las ms econmicas. Normalmente losmotores ms comercializados son los de 4 polos, o lo que es lo mismo de 2 pares de

polos. Las maquinas de induccin presentan el inconveniente que para regular lavelocidad es un poco ms complejo que los otras maquinas, pero se solucionaacoplando un convertidor elctrico de velocidades.

Por qu el motor jaula de ardilla?

Dentro del universo de motores elctricos, el motor jaula de ardilla es el ms comn yde uso ms generalizado por diversas razones:

Bajo costo.Bajo mantenimiento.Fcil de adquirir.Alto grado de proteccin.Pocos componentes.Robusto.

Por carecer de chispas internas, puede instalarse en ambientes de riesgo. Con el avancede la electrnica de potencia, hoy en da es el motor ms prctico para realizar

aplicaciones en donde se requiere variacin de velocidad, llegando incluso a desplazarel motor de corriente contina.

Las normas.

Existen dos normas bajo las cuales se fabrican los motores. IEC ComisinElectrotcnica Internacional que es acogida por la gran mayora de pases yespecialmente los europeos NEMA Asociacin Nacional de Fabricantes de EquiposElctricos. Es una norma nacional de Estados Unidos, pero es comn en muchos pases.Hay varias diferencias en la construccin dependiendo de la norma, pero lo mssignificativo es que mientras que las dimensiones segn IEC son en milmetros, segn

NEMA son en pulgadas. Por esta razn, la intercambiabilidad no es inmediata.


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Potencia y eficiencia del motor.

En cortas palabras, un motor elctrico es una mquina que transforma potencia elctricatomada de la red en potencia energa mecnica en el eje.

La potencia elctrica obedece a la siguiente relacin

P = 3 * V * I * Cos

Donde P: Potencia en kW

V: Voltaje o tensin en voltiosI: corriente en amperiosCos : Factor de potencia

La potencia mecnica obedece a la siguiente relacin

P = T * n / 9550

Donde P: Potencia en kW

T: torque en Nm El torque es la capacidad del motor de hacer girar cargas.

n: velocidad en rpm

Al seleccionar un motor, lo primero que se debe considerar es cul es la velocidad derotacin y cul ser el torque requerido del motor. Estos datos normalmente deben sersuministrados por el proyectista mecnico. La potencia del motor ser entonces unaconsecuencia de los dos factores anteriores.

La capacidad de sobrecarga del motor ser un factor a considerar, pues el ciclo de cargapuede exigir al motor que en ciertos momentos suministre mayor potencia de supotencia nominal (o normal). Esta capacidad es conocida como Factor de Servicio (FS).

Toda mquina consume ms potencia de la que entrega, por lo que es importante que

consideremos el trmino de eficiencia. La potencia que el motor consume y noconvierte en potencia de salida son prdidas. La eficiencia o rendimiento es una medidade qu tanto desperdicia una mquina.

La eficiencia se calcula segn la siguiente relacin

= Ps / Pe

Donde Ps es la potencia de salida, en este caso potencia en el eje.

Pe es la potencia de entrada, en este caso potencia elctrica.


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De esta forma, entre mayor eficiencia, menor desperdicio y consecuentemente menorescostos de operacin. Contrariamente, entre menor eficiencia, mayor desperdicio ymayores costos. En un solo motor, tal vez no sea notorio, pero para una industria quetenga 100 o 200 motores, o ms, la eficiencia es un punto muy importante a considerar.

A manera de ejemplo, un motor de 15 HP estndar tiene una eficiencia de 89%,mientras que un motor de Alta Eficiencia tiene un valor de 92%. Su diferencia enprecios puede ser de 30%. Para un uso de 16 horas diarias durante todo el ao y con uncosto de energa de $130/kW-h, esta diferencia se paga en un periodo de tan solo 15meses. A partir de este momento, el uso del motor de mayor eficiencia generar ahorro

para la compaa.

Observaciones finales.

A pesar de que hay demasiados factores a considerar y no es posible considerarlos todosen este artculo, es oportuno estudiar al menos los criterios anteriores, para hacer una

buena seleccin de los equipos.

2.8.- Principio de operacin de un motor elctrico. [13]

El principio de funcionamiento del motor se basa en la ley de Faraday que indica quecualquier conductor que se mueve en el seno del campo magntico de un imn segenerara una D.D.P entre sus extremos proporcional a la velocidad de desplazamiento.Si en lugar de un conductor rectilneo con terminales en circuito abierto se introduce un

anillo conductor con los extremos conectados a una determinada resistencia y se hacegirar en el interior del campo, de forma que vare el flujo magntico abrazado por lamisma se detectar la aparicin de una corriente elctrica que circula por la resistencia yque cesara en el momento en que se detenga el movimiento.

Normalmente en un motor se emplea un cierto nmero de espiras devanadas sobre unncleo magntico de forma apropiada y tambin en algunas ocasiones se sustituye elimn permanente creador del campo por un electroimn, el cual produce el mismoefecto cuando se le aplica la corriente excitadora. A este ltimo elemento (Imn oelectroimn) se le denomina inductor, el conjunto espiras y ncleos mviles constituyen

el inducido.

El sentido de la corriente elctrica que circula por el inducido est definido mediantela Ley de Lenz que indica que toda variacin que se produzca en el campo magnticotiende a crear un efecto en sentido opuesto que compense y anule la causa que la

produjo. Si esta ley se aplica a nuestro caso nos indicar que la corriente inducida crearun campo magntico para que se oponga al movimiento de la misma lo que obligar aaplicar un determinada energa para mantener el movimiento la cual dependerlgicamente de la intensidad de la corriente generada y del valor de la resistencia decarga (Rc), pudiendo calcularse como el producto de la energa consumida en la carga

por un nmero que expresar el rendimiento de la conversin.


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Ahora bien, todos los fenmenos expresados corresponden al efecto opuesto al de unmotor, es decir, que mediante el sistema descrito se genera un corriente elctrica a

partir de un movimiento mecnico, lo que corresponde al principio de funcionamientode un dinamo, sin embargo, al ser dicho efecto reversible, bastar con invertir los

papeles y si en lugar de extraer corriente del inducido se le aplica un determinadatensin exterior, se producir la circulacin de una cierta intensidad de corriente por lasespiras y stas comenzarn a girar, completndose as el motor. Es importanteconsiderar que teniendo en cuenta la ley de Lenz mencionada anteriormente, al girar else crear en el mismo una determinada tensin elctrica, de sentido contrario al exteriorque tender a oponerse al paso de la corriente par compensar as las variaciones de flujomagntico producidas, denominada fuerza contra electromotriz (FCEM)

En conclusin.

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo

principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circulauna corriente elctrica se encuentra dentro de la accin de un campo magntico, stetiende a desplazarse perpendicularmente a las lneas de accin del campo magntico.

El conductor tiende a funcionar como un electroimn debido a la corriente elctrica quecircula por el mismo adquiriendo de esta manera propiedades magnticas, que

provocan, debido a la interaccin con los polos ubicados en el estator, el movimientocircular que se observa en el rotordel motor. Aprovechando el estator y rotor ambos deacero laminado al silicio se produce un campo magntico uniforme en el motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor produce un campomagntico, adems si lo ponemos dentro de la accin de un campo magnticopotente,el producto de la interaccin de ambos campos magnticos hace que el conductor tiendaa desplazarse produciendo as la energa mecnica. Dicha energa es comunicada alexterior mediante un dispositivo llamado flecha.

CAPITULO 3.MANTENIMIENTO A MOTORES ELCTRICOS.

3.1.- Clasificacin de mantenimiento. [15]

Mantenimiento correctivo.Consiste en inspeccionar los equipos a intervalos regulares y tomar accin para prevenirlas fallas o evitar las consecuencias de las mismas segn condicin.

Mantenimiento predictivo.Consiste en reacondicionar o sustituir a intervalos regulares un equipo o suscomponentes, independientemente de su estado en ese momento.

Mantenimiento preventivo.
http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alternahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1torhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotor_(m%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotor_(m%C3%A1quina_el%C3%A9ctrica)http://es.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1torhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Electroim%C3%A1nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_continuahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_alterna


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Consiste en la inspeccin de las funciones ocultas, a intervalos regulares, para ver si hanfallado y reacondicionarlas en caso de falla (falla funcional).

Mantenimiento detectivo.Consiste en el reacondicionamiento o sustitucin de partes en un equipo una vez quehan fallado, es la reparacin de falla (falla funcional), ocurre de urgencia o emergencia.

Mantenimiento productivo total.Consiste en la modificacin o cambio de las condiciones originales de equipo oinstalacin (apoyo de ingeniera y administracin).

Mantenimiento de rutina.

El cuidado regular prolonga la vida del motor.

La lubricacin de los cojinetes. Todos los motores tienen cojinetes. Muchos necesitanser lubricados peridicamente o ser verificados en cuanto a su nivel de aceite.

Cojinetes lubricados con aceite. Utilice el aceite especificado y no use aceite en exceso,porque el aceite saldr a modo de fugas y acumulara suciedad.a) Deposito tipo colector. El nivel del colector debe verificarse despus de que un motorse halla detenido durante algn tiempo para que el aceite tenga oportunidad de enfriarsey regresar al colector. El aceite se expande cuando esta caliente. No ponga demasiadoaceite.

b) Deposito del tipo mecha, empaque o buje poroso por lo general, los fabricantes

especifican la frecuencia de la lubricacin y la cantidad de aceite necesario para lasaturacin apropiada.

Cojinetes lubricados con grasa. Utilice la grasa especificada. Ponga la grasa con elmotor caliente y operando, pero teniendo cuidado de no lastimarse no quemarse.

A. Antes de engrasar, limpie el accesorio de grasa y extremo de la pistola de grasa.B. Cuando haya un tapn o respiradero de alivio de presin, qutelo antes de engrasar.C. Agregue grasa hasta que la grasa nueva salga por el tapn del respiradero.D. No ponga el tapn, despus de engrasar, sino hasta que la grasa nueva ya no salgacuando opere el motor.

Si no hay un tapn de alivio de presin, tenga mucho cuidado de no seguir agregandograsa, si aparentemente la presin se esta acumulando dentro de la caja de cojinetes.

La presin excesiva de grasa puede hacer estallar los sellos o las protecciones decojinetes o hacer que la grasa pase mas all de los cojinetes y sea introducida en elmotor. Despus de engrasar, quite el accesorio de grasa y deje operar el motor hasta quela grasa ya no salga.

No deje el cojinete demasiado lleno de grasa. La grasa excesiva aumenta la friccin ycalienta el cojinete, derritiendo y oxidando la grasa. Cuando hay demasiada grasa estatiende a salir e introducirse en el motor en donde acumula suciedades.


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3.2.- Tipos de averas. [17]

Servicio de corta duracin.

El motor alcanza el calentamiento lmite durante el tiempo de funcionamiento prescrito

(10-30-60 minutos), la pausa tras el tiempo de funcionamiento debe ser losuficientemente larga para que el motor pueda enfriarse.

Servicio intermitente.

Se caracteriza por periodos alternos de pausa y trabajo.

Proteccin contra averas.

Si se daa un motor, deben tomarse en cuentas los siguientes factores:

Clase de mquina accionada. Potencia efectiva que debe desarrollar, HP. Velocidad de la mquina movida, RPM. Clase de transmisin (Acoplamiento elstico o rgido), sobre bancada comn o

separada, correa plana o trapezoidal, engranajes, tornillos sin fin, etc. Tensin entre fase de la red. Frecuencia de la red y velocidad del motor. Rotor anillos rozantes o jaula de ardilla. Clase de arranques, directo, estrella tringulo, resistencias estatricas, resistencias

retricas, auto transformador, etc. Forma constructiva. Proteccin mecnica. Regulacin de velocidad. Tiempo de duracin a velocidad mnima. Par resistente de la mquina accionada (MKG). Sentido de giro de la mquina accionada mirando desde el lado de acoplamiento

derecha, izquierda o reversible. Frecuencia de arranque en intervalos menores de dos horas. Temperatura ambiente si sobrepasa los 40 C. Indicar si el motor estar instalado en reas peligrosas: Gas, Humedad, etc.El motor funciona en forma irregular.

Avera en los rodamientos. La caja del motor est sometida a tensiones mecnicas. Acoplamiento mal equilibrado.No arranca.

Tensin muy baja. Contacto del arrollamiento con la masa. Rodamiento totalmente daado. Defecto en los dispositivos de arranques.Arranca a golpes.

Espiras en contacto.
http://www.monografias.com/trabajos5/cuentas/cuentas.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/componentes-electronicos/componentes-electronicos.shtml#RESISThttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/componentes-electronicos/componentes-electronicos.shtml#RESISThttp://www.monografias.com/trabajos5/cuentas/cuentas.shtml


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Motor trifsico arranca con dificultad y disminucin de velocidad al ser cargado.

Tensin demasiado baja. Cada de tensin en la lnea de alimentacin. Estator mal conectado, cuando el arranque es estrella tringulo. Contacto entre espiras del estator.Trifsico produce zumbido internamente y fluctuaciones de corriente en el estator.

Interrupcin en el inducido.Trifsico no arranca o lo hace con dificultad en la conexin estrella.

Demasiada carga. Tensin de la red. Daado el dispositivo de arranque estrella.

Trifsico se calienta rpidamente. Cortocircuito entre fases. Contacto entre muchas espiras. Contacto entre arrollamiento y masa.Estator se calienta y aumenta la corriente.

Estator mal conectado. Cortocircuito entre fases. Contacto entre arrollamientos y masa.

Se calienta excesivamente pero en proceso lento. Exceso de carga. Frecuencia de conexin y desconexin muy rpida. Tensin demasiado elevada. Tensin demasiado baja. Falla una fase. Interrupcin en el devanado. Conexin equivocada. Contacto entre espiras. Cortocircuito entre fases.

Poca ventilacin. Inducido roza el estator. Cuerpos extraos en el entrehierro. La marcha no corresponde al rgimen sealado por la placa.

3.3.- Principios bsicos del mantenimiento correctivo. [15]

El mantenimiento correctivo es de aplicacin en aquellos casos en los que el coste totalde las paradas causadas por actividades correctivas sea menor que el coste total por

acciones preventivas. Esta situacin solo se da en el caso de que pequeas empresas y
http://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCEhttp://www.monografias.com/trabajos14/administ-procesos/administ-procesos.shtml#PROCE


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en general, en sistemas industriales secundarios, cuya eventual parada no afectasubstancialmente a a la produccin.

Ventajas del mantenimiento correctivo.

Mximo de aprovechamiento de la reserva de usos de equipos: se conoce comotal a su tiempo de vida til remanente. No se requiere una elevada de capacidad de anlisis ni infraestructura tcnica o

administrativa.

Posibles aplicaciones del mantenimiento correctivo.

Por todo lo dicho en puntos anteriores no es difcil deducir que el mantenimientocorrectivo es de aplicacin en aquellos casos en los que el coste total de las paradascausadas por actividades correctivas sea menor que el coste total por acciones

preventivas. Esta situacin solo se da en el caso de pequeas empresas y en general, ensistemas industriales secundarios, cuya eventual parada no afecta sustancialmente a laproduccin.

3.4.- Principios bsicos del mantenimiento preventivo.

Esta forma de mantenimiento surge debido a la necesidad de remediar los

inconvenientes del mantenimiento correctivo. A diferencia del anterior, la situacin delas piezas o partes del sistema que pudieran causar averas se realiza con una cierta

periodicidad, determinada mediante criterios estadsticos. As, la situacin de undeterminado elemento puede realizarse despus de cierto tiempo preprogramado, o al

producirse una avera, si esta ocurre antes.

Debido a que toda avera tiene carcter estocstico, es bastante improbable que laslabores de mantenimiento preventivo realice la sustitucin de los elementos justo antesde que esta se produzca, causando de este modo un evidente desaprovechamiento de lareserva de uso de los equipos. En cualquier caso es evidente que, para la planificacin

de actividades del mantenimiento preventivo, es necesaria una correcta aplicacin decriterios estadsticos para determinar los tiempos ptimos de intervencin, ya que siestos no son los adecuados, podra generase importantes prdidas.

El mantenimiento preventivo habitualmente comprende una serie de actividades decaractersticas:

Limpieza y revisin peridicas. Conservacin de equipos y proteccin contra los agentes ambientales. Control de la lubricacin.


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Reparacin y recambio de los puntos del sistema identificados como puntosdbiles.

Reparacin y recambios planificados.

3.5.- Principios bsicos del mantenimiento predictivo. [15]

Antes de estudiar las tcnicas para la deteccin precoz de averas en maquinas elctricasy desarrollar los criterios que permitan realizar el mantenimiento predictivo para ciertostipo de fallos, se resumir una serie de generalidades sobre el mantenimiento industrial,aplicables todas ellas al mantenimiento de maquinaria elctrica rotativa, las cuales

permitirn comprender la importancia industrial del mantenimiento predictivo, as comosu forma de aplicacin y las limitaciones a las que se debe hacer frente durante losestudios y anlisis necesarios para su desarrollo e implementacin.

El mantenimiento de equipos e instalaciones industriales ha cobrado una granimportancia en las ltimas dcadas debido a que las exigencias de calidad en la

produccin son cada vez mayores y al hecho de que las empresas necesitan ser mascompetitivas en el mbito del comercio internacional. Segn estudios realizado por elMassachusetts institute of technology, a comienzo del prximo siglo la capacidadtecnolgica de las empresas para el mantenimiento ser un factor clave para eldesarrollo industrial. En la industria petroqumica estadounidense se gastaban el 1936dos dlares en repuestos y materiales necesarios para el mantenimiento, por cada dlarempleado en las nominas del personal correspondiente. En 9146 esta proporcin era 1 a1 y en 1976 por cada dlar gastado en repuestos materiales se gastaban dos dlares enconcepto de pago a los tcnicos de mantenimiento.

En Estados Unidos la participacin de tcnicas de grado medio y superior es del 14%,un 75% de las industrias utilizan diagnostico tcnico por condiciones de estado en sussistemas industriales, y un 68% de las mismas utilizan modelos de mantenimiento

predictivo por computador. As, por ejemplo, la empresa de General Motors gasta delorden de 500 millones de dlares anualmente en concepto de mantenimiento y elministerio de defensa de los Estados Unidos realiza un gasto anual total de 4200

millones de dlares.En trminos de porcentaje promedio, segn el tipo de industria, grado de obsolescenciade sus instalaciones, cualificacin de los cuadros humanos y dems factores relevantes,los costes del mantenimiento oscilan entre el 2% y el 10% de la facturacin anual,encontrndose la industria elctrica ms o menos en el punto medio entre ambos.

Como cabria esperar, un sector tecnolgico de tal importancia, y capaz de implicar unvolumen de negocio tan grande, no poda verse aportado de de la aplicacin de nuevastcnicas informticas. As, adems de los conocidos sistemas de CAD/CAM (Computer

Aided desing/ Computer Aided Machinery) y otras tecnologas computarizadas que seutulizan para relacionar diseo y fabricacin, ha surgido en CAMT (Computer Aided


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Maintenance), es decir mantenimiento asistido por computador, el cual tambin seconoce como estrategia de mantenimiento de tercera generacin.

Por otro lado, el desarrollo que ha seguido el mantenimiento predictivo en distintospases ha presentados diferencias considerables, optando algunos pases por filosofas

de mantenimientos propias. En Espaa, el sector de mantenimiento presenta un volumende negocio ligeramente superior al 10% del producto interior bruto -6,1 billones de

pesetas en 1992- y experimenta un aumento relativo de la demanda a pesar del impactonegativo de la recesin en la actividad econmica.

Se aprecia una tendencia cada vez ms acusada a la exteriorizacin de las tareas demantenimientosubcontratacin- y un intento de las empresas por alargar su vida tilde las instalaciones, racionalizar y reducir los costes de mantenimiento. Aparece as unanotable transformacin en la concepcin y funcionalidad del mantenimiento, debido a latoma de conciencia de su capital importancia en la mejora de su competitividad. Dehecho, con las nuevas formas de organizacin del trabajo se tiende a borrar la lneadivisoria existente en el seno de las empresas entre mantenimiento y produccin.

Todos los cambios citados en los prrafos anteriores pueden resumirse en el nacimientode una tecnologa multidisiplinar conocida como terotecnologa. La terotecnologa naceen gran Bretaa hace menos de 20 aos e implica un conjunto de actividadessistematicas destinadas al descubrimiento y eliminacin de las causas de disminucin dela eficacia de los sistemas industriales.

El enfoque terotecnolgico presupone la presencia del mantenimiento industrial no solo

en su papel tradicional, sino como actividad colateral desde la creacin, diseo,fabricacin, puesta en marcha y funcionamiento de un sistema industrial, hasta sueliminacin del proceso productivo. Tal como se indicaba anteriormente se vislumbraun enlace interdisciplinario entre las areas de produccin, mantenimiento y sobre todocontrol de calidad.

En definitiva, se puede afirmar que aunque el objetivo principal del mantenimiento es elapoyo al proceso productivo, mediante la generacin de condiciones de disponibilidad yfiabilidad ptimas, su relegacin a un rango inferior, separado de la produccin y de la

toma de decisiones, repercute directamente en los beneficios, y, por tanto, su formaoptima de aplicacin corresponde a una integracin completa y eficaz con las demsreas de produccin.

3.6.- Tipos de rodamientos. [17]

Los diferentes tipos de rodamientos existentes permiten satisfacer multitud denecesidades en diseos de maquinas, cada una de ellas con caractersticas muydeterminadas. Estos tipos pueden ser clasificados dentro de dos grandes grupos:


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- Rodamientos radiales. Dentro de este grupo figuran todos los rodamientos queestn diseados especialmente para soportar cargas de tipo radial, existiendoalgunos que pueden soportar adems cargas axiales desde magnitudes mnimashasta modernamente elevadas. En funcin del tipo elemento rodante, losrodamientos radiales se subdividen en tres categoras principales.

Rodamientos radiales de bolas. Pueden contar con una (figura 3.7.1b) ovarias hileras (figura 3.7.1a) de bolas y, dependiendo de la geometra de losdiferentes elementos que componen en rodamiento, pueden soportar cargasaxiales hasta un lugar intermedio. Dentro de esta categora existen tressubtipos: los rodamientos rgidos de bolas (figura 3.7.1a y figura 3.7.1b) losrodamientos de bolas o rotula (figura 3.7.1c) y los rodamientos de bola concontacto angular (figura 3.7.1d). tambin existen rodamientos con contactoangular en un aro (figura 3.7.1e) que se emplean habitualmente cuando serequiere precisin en el movimiento.

Rodamientos radiales de rodillos. Tambin pueden contener una o variashileras de rodillos. Debido a que la superficie de contacto entre loselementos es mayor, generalmente pueden soportar cargas radiales mayoresque los rodamientos radiales. Sin embargo, salvo casos especiales ( porejemplo, rodamientos de de rodillos cruzados), este tipo de rodamientos noest diseado para soportar cargas axiales.Dentro de esta categora se encuentra los rodamientos de rodillos (figura3.7.1f y figura 3.7.1g) y los rodamientos de rodillo o rotula (figura 3.7.1h).Adems, cuando el espacio radial disponible es muy reducido, se utilizan

rodamientos en los que el dimetro de los rodillos es muy pequeo. Estosrodamientos reciben el nombre de rodamientos de aguja (figura 3.7.1i).

CAPITULO 4.PRUEBAS ELCTRICAS A MOTORES.

4.1.- Pruebas a motores elctricos. [16]

Las pruebas ms comunes que se le efectan a un motor son:

- Resistencia hmica.- Resistencia de aislamiento.- ndice de polarizacin.- Prueba toroidal.- Prueba de potencial aplicado.


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4.1.1.- Prueba de resistencia hmica. [16]

La prueba de resistencia hmica prcticamente se utiliza para comprobar si en lassoldaduras o conexiones de los devanados existen falsos contactos o punto s de altaresistencia, o para verificar si existe algn devanado en cortocircuito.

Cuando un motor se daa, la mayora de las veces el devanado se va a tierra detectandola falla con una prueba de megger, pero existen ocasiones en el que el devanado no seva a tierra y nicamente se cruzan los devanados, la prueba que determina esta falla esla prueba de resistencia hmica.

Para efectuar la prueba de resistencia hmica a un motor se utiliza generalmente elpuente de wheatstone y se debe de seguir los siguientes pasos:

Teniendo desconectado el motor, limpiar perfectamente con solvente elctricolas terminales.

Limpiar con una navaja las terminales en el punto donde se haga la conexin conel puente de wheatstone para tener un buen contacto.

Eliminar la resistencia hmica de los cables del probador. Conectar el probador a L1-L2 del motor y ajustar a un valor cercano o superior

al esperado.

Encender el aparato y variar los ajustes hasta obtener el nulo. Repetir la prueba para L2-L3 y L3-L1 del motor.

Fig. 4.1.-El resultado de las tres lecturas debe ser similar de lo contrario, ser un indicio de que

existe un conflicto en los devanados.

4.1.2.- Pruebas de resistencia de aislamiento. [16]

La prueba de resistencia de aislamiento sirve para definir la oposicin que presenta unaislamiento al paso de una corriente directa al ser sometido a una diferencia de

potencial. Se mide un megaohms y el instrumento utilizado para la prueba se llamamegger.


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Teniendo el motor desconectado se procede de la siguiente manera:

Limpiar con solvente elctrico las terminales del motor. Cortocircuitar las tres terminales del motor. Conectar el cable de lnea del megger a las terminales del motor. Conectar el cable de tierra a la carcasa del motor. Seleccionar un nivel de voltaje de prueba inferior o igual al de operacin del

motor.

Encender en megger y tomar lecturas a 15, 30, 45 y un minuto.

La prueba de resistencia de aislamiento nos ayuda a determinar la resistencia dehumedad, aceite, polvo, corrosin, daos o deterioros de aislamiento. Pero no debetomarse como criterio exacto ya que tiene varias limitaciones como son las siguientes:

1. Es imposible predecir el valor de resistencia al que fallara un aislamientoya que no tiene relacin directa con su rigidez dielctrica.

2. Una medicin aislada de resistencia de aislamiento a un voltaje deseadono indica si la materia extraa responsable de la baja resistencia estconcentrada o distribuida.

Fig. 4.2.- Esquema representativo de los pasos a seguir para la prueba de resistencia deaislamiento.

En base a la experiencia se ha definido valores mnimos de resistencia de aislamiento.Una regla prctica que nos puede ser de utilidad en la determinacin del lmite inferiores la siguiente:

Donde:

Ra; resistencia de aislamiento mnima en megaohms a 40C.


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KV; voltaje de operacin del motor (en KV).

Si en un momento dado se tiene un motor con una resistencia de aislamiento inferior ala mnima recomendada y es indispensable meterlo a operar, puede hacerse, pero debetenerse en mente que las condiciones son riesgosas y deber programarse el paro de

unidad para someter el motor a un proceso de secado.

4.1.3.- Prueba de ndice de polaridad. [16]

La prueba de ndice de polaridad es una continuacin de la prueba de resistencia deaislamiento.

Como se vio anteriormente, la de resistencia de aislamiento se incrementa con el tiempodebido a la disminucin de la corriente de absorcin dielctrica, dicha corriente es la

que toma el aislamiento al polarizarse. En un aislamiento deteriorado, la corriente deabsorcin dielctrica desaparece rpidamente y en un aislamiento bueno, tardaaproximadamente 10 minutos.

El ndice de polarizacin es el valor obtenido de la resistencia a 10 minutos entre la deun minuto.

Un ndice de polarizacin indica que aislamiento esta hmedo, sucio o se encuentradefectuoso.

El ndice de polarizacin mnimo recomendado para motores con aislamiento clase Aes de 1.5, si el aislamiento es clase B, F, H o C debe ser de 2.0.

Para motores de 127, 220 y 440 volts, se utiliza el megger con 500 VCD y para losmotores de 4160 volts, se aplican 2500 VCD de prueba.

Para registrar la lectura en la prueba de I.P se utiliza la siguiente tabla.


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Tabla 4.1.- tabla de registro en la prueba de I.P

4.1.4.- Prueba de toroidal. [16]

La finalidad de estas pruebas es determinar fallas en las laminaciones de los estatores enlos motores elctricos.

Antes de reparar un motor de tamao considerable, es necesario efectuar esta pruebapara verificar que no existen puntos calientes en las laminaciones del estator, estospuntos calientes se presentan cuando algunas laminas se encuentran en cortocircuit o,originando que las perdidas por magnetizacin en el punto fallado se incremente, dandocomo resultado un calentamiento excesivo en esa zona que puede llagar a ponerse alrojo vivo.

Las laminaciones de los estatores generalmente son fabricados de lamina delgada de Fe

(0.015 0,025) o acero al silicio de diferentes grados comerciales.

Al formarse un estator se prevee un aislamiento interlaminado que puede ser a base deresinas o fibra de vidrio, papel, capas de oxido, varnish, o resinas epoxicas que alcanzanhasta 0.009 de espesor.

Para el procedimiento de esta prueba se han resumido en la tabla 4.2 las densidades deflujo B (kilolineas/). Las perdidas WL (Watts/LB) de los materiales ms usadosen la fabricacin de motores y generadores. Estos valores sern usados para ladeterminacin de la corriente de excitacin y tamao del cable, puesto que en la misma

tabla se indican los amperes-vueltas prcticos recomendables para facilidad de laspruebas.


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Procedimiento.

1. Determinacin de la geometra del estator.En la laminacin del estator, con una simple regla determine los valores siguientes:

OD; dimetro total de la laminacin.

ID; dimetro interno de la laminacin.

DM; dimetro medio de la laminacin.

S; altura de la ranura.

HE; altura efectiva de respaldo de la armadura.

Fig. 4.3.- Determinacin de la geometra del estator.

2. Calculo de la corriente de excitacin y calibre del conductor.Para el clculo de la corriente de excitacin y el calibre del conductor se hace necesarioel uso de una secuencia, que se ilustra en la hoja de clculo de la corriente de excitacin

y esta corriente se obtiene partiendo de las mediciones indicadas en la primera parte ylos datos obtenidos de la tabla 4.1.

B = densidadde flujo (k-lineas/sq-inches)

60 65 70 75 80 85 90 95 100

AT/in = Amp-vueltas por

pulg.4 5 6 7 8 12 30 50 90

WL = perdidas

en watts/Lbs. 0.92 1.1 1.2 1.4 1.6 1.9 2.1 2.3 2.5


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Tabla. 4.2.- tabla para el procedimiento de la prueba toroidal.

Las densidades de flujo indicadas en esta tabla son las estndar para la mayora deequipos fabricados en la actualidad. Los valores pequeos (60, 65 y 70) se refieren amotores menores de 100 HP, de 100 a 1000 HP inclusive se toman los valores de 75, 80

y 85; y los valores restantes son tomados para maquinas muy grandes, generadores,transformadores o equipos muy especiales.

En la parte inferior de la tabla se muestra las perdidas admisibles en watts/lb dediferentes laminaciones usadas.

Una vez que se determina la corriente de excitacin, en la parte media de la tabla semuestra los amperes-vueltas mas convenientes, pero este es ajustado a criterio delusuario.

3.

Mtodo de prueba.Para la prueba se pone un devanado temporal alrededor del estator para conectar unafuente de voltaje. Como se muestra en la figura 4.4.

Fig. 4.4.- Esquema representativo de la prueba toroidal.

El nmero de vueltas de la toroide se calcula de siguiente manera:

Donde:

; lneas = BA

E; volts

f; frecuencia en Hz


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B; lneas/

A; rea en

a) Se determina la geometra del estator y se proceda a determinar las longitudesdel mismo.

b) Determine la frecuencia y el voltaje para la prueba. Este puede ser igual alvoltaje y frecuencia de operacin del equipo.El valor del voltaje se acostumbra tomarlo inferior al de operacin si es posible.

c) De la tabla 4.2 determine la densidad de flujo del estator estimada.d) Aplique los valores obtenidos en la hoja de clculo siguiendo la secuencia

indicada, hasta llegar al valor de corriente de excitacin.e) Con el valor de la corriente de excitacin, determine el calibre del conductor

apropiado.f) El nmero de amperes-vuelta se determina combinando el nmero de vueltas,

con los amperes que puede ser circulados por el cable.

Para ilustrar la secuencia a seguir se ejemplificara con los clculos efectuados para laprueba toroidal efectuada al estator

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Mantenimiento a Motores (Tesis)