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Motores magnéticos
Los motores magnéticos basan su funcionamiento bajo las propiedades
de los polos magnéticos de los imanes.
No requiere de alguna otra fuente de energía exterior, y generará un
movimiento rotatorio por sí solo y mientras dure la vida de sus imanes.
El magnetismo es un fenómeno físico, fuerza de la naturaleza por la que hace que los objetos y diversos materiales, se atraigan o se repelen entre sí.
Estas propiedades, pueden ser aprovechadas, al disponer imanes de manera conveniente para generar esa fuerza de repulsión y convertirla en un movimiento que pueda generar energía. Pero…
¿Cómo se lograría nuestro objetivo? ¿Cuál sería el resultado?
Primero analicemos las características y
principios de funcionamiento de un
motor de corriente alterna.
Motores de corriente alterna
Funcionan a partir de generar un campo magnético giratorio. Su funcionamiento se basa en el
acoplamiento de campos magnéticos que se repelen y atraen al unísono.
Cuando existe un electroimán dentro del campo giratorio y éste, gira a la misma velocidad que el campo, el motor se denomina: síncrono.
Por otra parte, si dentro del campo se encuentra un bobinado que es sometido a inducción eléctrica, el giro será más lento que el del campo giratorio, por tanto se denomina asíncrono.
Los motores polifásicos de inducción están constituidos por dos devanados. Uno de ellos se encuentra en el estator. Y el otro de ellos se encuentra en el rotor, éste puede ser de dos tipos diferentes:
Motor: Jaula de ardillaEs un circuito cerrado, está conformado por unas barras de cobre o de aluminio y éstas están colocadas en ranuras periféricas que conectan con el núcleo (de hierro) del rotor, mediante un anillo de cobre o de aluminio.
Motor: Bobinado
Los extremos libres de las bobinas están unidos a unos anillos colectores. El circuito del rotor no está cerrado mientras estos anillos no estén conectados directamente entre sí, sino a través de resistencias exteriores a la máquina.
Jaula de ardilla
Bobinado
Ahora que
conocemos el
funcionamiento
y tipos, de un
motor de
corriente
alterna.
Hablemos de lo
que realmente
nos interesa…
¿Qué es un motor magnético?
Es un dispositivo mecánico que genera energía, para ello, se basa en un conjunto de imanes colocados de manera estratégica para producir un movimiento rotativo continuo; aprovechando la repulsión de los polos magnéticos.
¿Cómo funciona?Su funcionamiento está basado en la creación de un campo magnético giratorio. No cuenta con ninguna conexión eléctrica. La energía que se requiere y circula por el rotor, es producida por inducción electromagnética.
El estator, produce el campo magnético. Y está conformado por un devanado trifásico. que es lo mismo que, tres devanados monofásicos, colocados a 120° entre ellos mismos. Y el rotor es en donde se crea el par de fuerzas que originan el giro, aprovechando la fuerza de repulsión de los imanes.
Al conectarse el devanado a un red trifásica, las intensidades generadas por los imanes, son absorbidas, y también son intensidades trifásicas equilibradas. Es así como se crea
un campo magnético giratorio.
El movimiento rotatorio en conjunto con las corrientes que existen en los conductores
del rotor, originan fuerzas electrodinámicas sobre los conductores que de esta forma es
como arrastran al rotor haciéndolo girar.
La velocidad de giro que realiza el campo magnético, se denomina velocidad de sincronismo, la cual está dada por la siguiente expresión:
dada en revoluciones por minuto.
A la diferencia de velocidad del flujo giratorio y la velocidad del rotor, es a lo que llamamos deslizamiento y se expresa en tanto porciento (%). Está determinado por las siguientes ecuaciones:
Deslizamiento absoluto:
Deslizamiento relativo:
¿Cómo se produce el movimiento giratorio?
Aprovechando la fuerza de repulsión entre los polos del mismo signo de un imán.
Estos se repelen, mientras más se acerque un polo a otro, la fuerza de repulsión será aún más fuerte, haciendo que el imán ceda a buscar un punto de equilibrio entre ellos.
¿Cuál es el mejor imán para
un motor?
El Neodimio, pues puede trabajar en temperaturas de 90°C a 150°para evitar que estos se oxiden, suelen recubrirse
con diversos materiales. Samario – Cobalto, son funcionales hasta los 350° C, no tienen problemas de oxidación.
Ya que hemos analizado el funcionamiento principal de un motor magnético.
Repasemos algunos puntos importantes…
Bajo condiciones normales de funcionamiento de un motor de inducción magnética, algunas de sus características, son las siguientes:
• La inducción magnética es constante respecto al tiempo y, depende de la tensión y frecuencia del sistema trifásico.
• El número de polos depende de la configuración de las bobinas del devanado y numero de ranuras del estator.
• La velocidad de giro del motor de inducción, depende del número de polos del devanado del estator y de la frecuencia del sistema trifásico.
¿Cuáles son sus aplicaciones?Generar energía mecánica. Incluso funcionar como fuente de energía de otros motores, con la finalidad de apoyar la disminución del uso de energía eléctrica. Creando así, beneficios en la ecología, y gracias a su innovación y sencillo funcionamiento, pueden ser factor importante en el desarrollo de nuevas tecnologías.
Referencias y bibliografía:
• Pedraza, L. & Ibáñez, S. (2012) Diseño y fabricación de un prototipo de un moto-generador magnético. 27 septiembre 2015, Universidad distrital francisco José de caldas facultad tecnológica ingeniería en control. Sitio web: http://www.energia-libre.info/DOCUMENTOS%20PDF/ARTICULO%20FINAL%20MAE.pdf
• Croft, T., Carr, C. & Watt, J.(1974). Generadores y motores. En Manual del montador electricista: el libro de consulta del electrónico (pp.-83). En línea: Reverte. Sitio web: https://books.google.com.mx/books?id=-jZLF-il1DEC&pg=SA7-PA83&dq=motor+magnetico&hl=es&sa=X&ved=0CBoQ6AEwAGoVChMIwMP707qVyAIVy4uSCh0uYwxY#v=onepage&q=motor%20magnetico&f=false
• De Vandelvira, A. (2011). Motores de corriente alterna.
Octubre 10, 2015, de J. Garrigós. Sitio web: http://platea.pntic.mec.es/~jgarrigo/SAP/archivos/1eva/introduccion_motores_ca.pdf