Motores Eléctricos
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de campos magnéticos variables, los motores eléctricos se componen en dos partes una fija llamada estator y una móvil llamada rotor.
Su funcionamiento se basa en las fuerzas de atracción y repulsión establecidas entre un imán y un hilo (bobina) por donde hacemos circular una corriente eléctrica. Entonces solo seria necesario una bobina (espiras con un principio y un final) un imán y una pila (para hacer pasar la corriente eléctrica por las espiras) para construir un motor eléctrico.
Partes fundamentales de un motor eléctrico
Rotor:
El rotor es el componente que gira (rota) en una máquina eléctrica, sea ésta un motor o un generador eléctrico. Junto con su contraparte fija, el estátor, forma el conjunto fundamental para la transmisión de potencia en motores y máquinas eléctricas en general.
El rotor está formado por un eje que soporta un juego de bobinas arrolladas sobre un núcleo magnético que gira dentro de un campo magnético creado bien por un imán o por el paso por otro juego de bobinas, arrolladas sobre unas piezas polares, que permanecen estáticas y que constituyen lo que se denomina estátor de una corriente continua o alterna, dependiendo del tipo de máquina de que se trate.
En máquinas de corriente alterna de mediana y gran potencia, es común la fabricación de rotores con láminas de acero eléctrico para disminuir las pérdidas asociadas a los campos magnéticos variables, como las corrientes de Foucault y las producidas por el fenómeno llamado histéresis. Existen varios tipos de rotores:
a) Rotor de jaula de ardilla: En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
b) Rotor de anillos rozantes: como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.
c) Rotor de polos salientes: Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos.
a) Rotor de jaula de ardilla: En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula.
b) Rotor de anillos rozantes: como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en corto circuito al igual que el eje de jaula de ardilla.
c) Rotor de polos salientes: Un polo saliente es un polo magnético que se proyecta hacia fuera de la superficie del rotor. Los rotores de polos salientes se utilizan en rotores de cuatro o más polos.
Estátor:
Constituye la parte fija del motor. El estator es el elemento que opera como base, permitiendo que desde ese punto se lleve a cabo la rotación del motor. El estator no se mueve mecánicamente, pero si magnéticamente. Existen dos tipos de estatores:
a) Estator de polos salientes
b) Estator ranurado
El estator está constituido principalmente de un conjunto de láminas de acero al silicio (se les llama “paquete”), que tienen la habilidad de permitir que pase a través de ellas el flujo magnético con facilidad; la parte metálica del estator y los devanados proveen los polos magnéticos. Los polos de un motor siempre son pares (pueden ser 2, 4, 6, 8, 10, etc.,), por ello el mínimo de polos que puede tener un motor para funcionar es dos (un norte y un sur).
Carcasa:
La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y su aplicación. Así pues, la carcasa puede ser:
a) Totalmente cerrada
b) Abierta
c) A prueba de goteo
d) A prueba de explosiones
e) De tipo sumergible
Placa de bornes o caja de conexiones:
Por lo general, en la mayoría de los casos los motores eléctricos cuentan con caja de conexiones. La caja de conexiones es un elemento que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos.
Tapas:
Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor.
Cojinetes:
También conocidos como rodamientos, contribuyen a la óptima operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. Los cojinetes pueden dividirse en dos clases generales:
a) Cojinetes de deslizamiento: Operan la base al principio de la película de aceite, esto es, que existe una delgada capa de lubricante entre la barra del eje y la superficie de apoyo.
b) Cojinetes de rodamiento: Se utilizan con preferencia en vez de los cojinetes de deslizamiento por varias razones:
• Tienen un menor coeficiente de fricción, especialmente en el arranque.
• Son compactos en su diseño
• Tienen una alta precisión de operación.
• No se desgastan tanto como los cojinetes de tipo deslizante.
• Se remplazan fácilmente debido a sus tamaños estándares
La elección de los rodamientos se hace según el diámetro de los ejes, pueden ser:
-Con dos mazas normales
-Con una maza normal y una maza llena
-Con dos mazas llenas
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| Tabla de los rodamientos Apiro según el modelo |
Eje:
Un eje es un elemento constructivo destinado a guiar el movimiento de rotación a una pieza o de un conjunto de piezas. Un eje se aloja por un diámetro exterior al diámetro interior de un agujero, como el de cojinete o un cubo, con el cual tiene un determinado tipo de ajuste. En algunos casos el eje es fijo —no gira— y un sistema de rodamientos o de bujes insertas en el centro de la pieza permiten que ésta gire alrededor del eje.
Tipos de motores
Motores de corriente alterna
Motor monofásico asíncrono con jaula de ardilla
En ellos el estator se alimenta de una única tensión, por lo que no es posible generar un campo magnético giratorio; consiguiendose tan solo, un campo pulsante. El arrollamiento del estator engendra dos conjuntos de polos ficticios que giran en sentido inverso a la velocidad angular. Llamemos polos concordantes a los que giran en el mismo sentido del rotor, y polos inversos a los que lo hacen en el otro sentido. Estos ejercen sobre el motor pares opuestos.
En el arranque, rotor parado, los dos pares son iguales pero de sentido contrario. Luego el motor monofásico no arranca por si solo. Para el arranque de estos motores se pueden utilizar tres métodos:
-Condensador
Se trata de motores asíncronos monofásicos que en el momento del arranque son bifásicos. Tienen por tanto dos devanados en el inductor (que siempre está en el estator) desplazados π/(2·P). Estos devanados son:
- El devanado principal, así denominado porque es el que recibe energía durante todo el tiempo en el que el motor está funcionando
- El devanado auxiliar, de características idénticas al principal, pero al que se le ha añadido un condensador en serie, que es el que permite conseguir el desfase suficiente entre las dos corrientes. Se denomina devanado auxiliar porque sólo recibe energía eléctrica en el momento del arranque, ya que posteriormente, dicho devanado se desconecta por la acción de un interruptor centrífugo.
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| Motor con condensador de arranque |
-Fase partida
Se emplea un arrollamiento auxiliar, colocado ene el estator, con un desplazamiento adecuado respecto al arrollamiento principal, con objeto de hacer en el arranque una especie de campo giratorio bifásico. Para conseguir que las corrientes que pasen por esos devanados estén desfasadas del orden de 90° eléctricos se utilizan dos recursos:
a) Se sitúa en el estator dos devanados desfasados 90° eléctricos el primer devando, denominado principal cubre 2/3 de las ranuras y tiene gran reactancia y baja resistencia, mientras que el otro denominado auxiliar, cubre ele resto del estator y tiene gran resistencia y baja reactancia, de tal forma que esta en serie con un interruptor centrifugo situado en el eje del motor. Cuando la velocidad del rotor alcanza un valor del orden del 70% nominal, el interruptor centrifugo desconecta el devanado auxiliar que al estar realizado con un hilo delgado no es capaz de soportar un funcionamiento continuo.
b) Añadir al devanado un condensador en serie, con ello se logra que la corriente que pase por la rama principal y por esta ultima queden desfasados casi 90°. Una vez arrancado el motor se puede desconectar el condensador (con un interruptor centrifugo montado en el eje, por ejemplo).
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| Motor de fase dividida |
-Espira de sombra
Se usa para motores muy pequeños, consiste en utilizar un estator con polos salientes. Cada polo saliente se divide en dos partes, y en una de ellas se coloca una bobina conductora que lo abraza. Por esas bobinas, cuando el flujo que pase por ellas varíe, aparecerán sendas corrientes que crearan otros campos magnéticos, debilitando al flujo que los crearon oponiéndose a ellos. De esta forma se consigue debilitar el campo magnético en los polos cuando el campo esta creciendo, y aguantar la magnitud del campo cuando este esta disminuyendo. El efecto total es que se tiene dos campos magnéticos pulsantes; no están desplazados en el espacio 90° pero su efecto conjunto es la creación de un débil campo giratorio que posibilite el arranque del motor.
Los motores con colector o de repulsión pueden dividirse en tres tipos: Motores de repulsión, motores de arranque por repulsión y marcha por inducción, y motores de inducción-repulsión.
- Motor de repulsión
Al conectarse a la corriente monofásica se crea un campo magnético en el estator y se induce otro campo en el inducido. Si estos dos campos están descentralizados una 15º eléctricos, entonces, se crea un par de arranque que hace que el inducido del motor gire, Así pues, la aplicación el principio de que polos iguales se repelen da al motor su nombre de motor de repulsión.
Para invertir el sentido de rotación se desplazan las escobillas a unos 15º eléctricos del centro de los polos del estator en el sentido contrario al original.
- Motor de arranque por repulsión y marcha por inducción
Existen dos tipos: El de levantamiento de escobillas y el de escobillas rodantes.
El estator y el rotor son iguales al de un motor de repulsión. Se diferencia en que tiene un mecanismo centrífugo que funciona al 75% de la velocidad de régimen. En el tipo de levantamiento de escobillas al llegar al 75% de la velocidad de régimen, levanta las escobillas y el motor sigue funcionando por inducción.
En el tipo de escobillas rodantes, el mecanismo centrífugo corto--circuita las delgas del colector al llegar el inducido al 75% de la velocidad de régimen y sigue funcionando por inducción.
- Motores de inducción repulsión
El funcionamiento es igual al de un motor de arranque por repulsión y marcha por inducción, sin embargo, no tiene mecanismo centrífugo. El inducido, sin embargo, no está conectado en serie con las bobinas de excitación, sino cortocircuitado.
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| Motor de espira sombreada |
Motor monofásico asíncrono con rotor devanado
- Motor de repulsión
Al conectarse a la corriente monofásica se crea un campo magnético en el estator y se induce otro campo en el inducido. Si estos dos campos están descentralizados una 15º eléctricos, entonces, se crea un par de arranque que hace que el inducido del motor gire, Así pues, la aplicación el principio de que polos iguales se repelen da al motor su nombre de motor de repulsión.
Para invertir el sentido de rotación se desplazan las escobillas a unos 15º eléctricos del centro de los polos del estator en el sentido contrario al original.
- Motor de arranque por repulsión y marcha por inducción
Existen dos tipos: El de levantamiento de escobillas y el de escobillas rodantes.
El estator y el rotor son iguales al de un motor de repulsión. Se diferencia en que tiene un mecanismo centrífugo que funciona al 75% de la velocidad de régimen. En el tipo de levantamiento de escobillas al llegar al 75% de la velocidad de régimen, levanta las escobillas y el motor sigue funcionando por inducción.
En el tipo de escobillas rodantes, el mecanismo centrífugo corto--circuita las delgas del colector al llegar el inducido al 75% de la velocidad de régimen y sigue funcionando por inducción.
- Motores de inducción repulsión
El funcionamiento es igual al de un motor de arranque por repulsión y marcha por inducción, sin embargo, no tiene mecanismo centrífugo. El inducido, sin embargo, no está conectado en serie con las bobinas de excitación, sino cortocircuitado.
Motor monofásico síncrono de histéresis
Las normas ASA definen el motor de histéresis como un motor síncrono sin polos salientes y sin excitación de corriente continua, que arranca en virtud de las pérdidas por histéresis inducidas en el rotor de acero endurecido, por el campo magnético giratorio del primario (estator) y funciona a la velocidad síncrona debido a la fuerza coercitiva del núcleo secundario (rotor).
Motor monofásico síncrono de reluctancia
Las normas ASA definen al motor de reluctancia como un motor síncrono similar en construcción al motor de inducción, en el cual el miembro que lleva el circuito secundario tiene polos salientes, sin excitación del rotor. Arranca como un motor de inducción pero funciona normalmente a la velocidad síncrona.
Motor monofásico síncrono de imanes permanentes
Los motores IP son motores eléctricos que utilizan la combinación de campos magnéticos de naturaleza permanente (Imanes) y campos magnéticos inducidos producidos por la corriente de excitación externa que fluye a través de los devanados del estator.
Los motores IP pueden ser excitados tanto con señales eléctricas continua o alterna, sin embargo es importante notar que las aplicaciones de motores de excitación alterna son los más empleados y eficientes en términos de conversión de energía disponibilidad, y mantenimiento.
Motor trifásico asíncrono
Los motores asíncronos generan un campo magnetico giratorio y se les llama asíncronos por que la parte giratoria, el rotor, y el campo mágnetico provocado por la parte fija, el estator, tienen velocidad desigual. Dentro de la clasificación de estos motores podemos encontrar: motores de rotor en cortocircuito (rotor jaula de ardilla) y motores con rotor bobinado (anillos rozantes).
- con jaula de ardilla
Los dos circuitos eléctricos van situados uno en las ranuras del estátor (primario) y otro en las del rotor (secundario), que esta cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la maquina directamente o mediante reóstatos; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.
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| Despiece de un motor trifásico jaula de ardilla |
-con rotor devanado
Es un motor que tiene estator igual al de jaula de ardilla y el rotor viene bobinado en estrella cuyos terminales van conectados a tres (3) anillos colectores rozantes fijados en el eje del motor. Los anillos colectores se conectan a un control de velocidad conformado por resistencias rotatorias y hace el oficio de arrancador. La puesta en marcha se hace en 2,3,5 tiempos, según el caso por eliminación de las resistencias intercaladas en el circuito del rotor.
Motor trifásico síncrono
Contrario a los anteriores motores trifásicos, el motor trifásico sincrónico tiene la velocidad del rotor igual a la velocidad del campo magnético del estator, esto es, su deslizamiento es cero. Su estator es igual al de jaula de ardilla, pero su rotor está compuesto por un bobinado de polos salientes y en su interior otro en jaula de ardilla.
Inicialmente se aplica la corriente trifásica al bobinado del estator y con el rotor en jaula de ardilla arranca funcionando como motor asincrónico, o sea, Vr menor a Vs. Luego se conecta corriente continua al bobinado del rotor de polos salientes arrastrando la velocidad del campo del estator al rotor por tener polos fijos igualando de esta forma las velocidades y volviéndose sincrónico. La c.c. es aplicada al rotor por medio de los dos anillos rozantes y sus correspondientes escobillas.
Motor universal
El motor universal, es un motor capaz de trabajar tanto en corriente continua DC como en corriente alterna AC, su aplicación principal es para herramientas portátiles debido a su bajo coste, su reducido tamaño, su poco peso y que pueden trabajar en corriente alterna (AC 50 Hz), las ventajas de este motor son grandes pares de arranque y elevadas velocidades de rotación cuando se alimentan con excitación en serie (características semejantes al motor de continua con excitación en serie), sus desventajas es que necesitan mantenimiento (cambio de escobillas) aunque en aplicaciones domesticas no se suele llevar a cabo este mantenimiento, se dimensionan las escobillas hasta el fin de la vida del electrodoméstico.
El motor eléctrico universal basa su funcionamiento en la ley de Laplace. El bobinado inductor y el bobinado inducido están conectados en serie.
Al ser recorridos por una corriente, el bobinado inductor forma el campo magnético y el inducido por la ley de Laplace, al ser recorrido por la corriente y sometido a la influencia del campo magnético inductor, se desplaza, dando origen al giro del rotor.
Si aumenta el campo aumenta la fuerza, aumenta la velocidad. El campo magnético que produce la bobina inducida, provoca una deformación del flujo inductor llamada reacción del inducido.
En Corriente alterna (CA) o en corriente directa (CD) el sentido se mantiene por la acción momentánea de cada alternancia en particular. En CA produce una f.c.e.m. (fuerza contra electromotriz) por efecto transformador y por efecto generador. En CD sólo por efecto generador.
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| Motor universal |
Motores de corriente directa
El principio de funcionamiento de los motores eléctricos de corriente directa o continua se basa en la repulsión que ejercen los polos magnéticos de un imán permanente cuando, de acuerdo con la Ley de Lorentz, interactúan con los polos magnéticos de un electroimán que se encuentra montado en un eje. Este electroimán se denomina “rotor” y su eje le permite girar libremente entre los polos magnéticos norte y sur del imán permanente situado dentro de la carcasa o cuerpo del motor.
Cuando la corriente eléctrica circula por la bobina de este electroimán giratorio, el campo electromagnético que se genera interactúa con el campo magnético del imán permanente. Si los polos del imán permanente y del electroimán giratorio coinciden, se produce un rechazo y un torque magnético o par de fuerza que provoca que el rotor rompa la inercia y comience a girar sobre su eje en el mismo sentido de las manecillas del reloj en unos casos, o en sentido contrario, de acuerdo con la forma que se encuentre conectada al circuito la pila o la batería.
Motor de excitación en serie
La conexión del devanado de excitación se realiza en serie con el devanado del inducido.El motor serie o motor de excitación en serie, es un tipo de motor eléctrico de corriente continua en el cual el inducido y el devanado inductor o de excitación van conectados en serie. Por lo tanto, la corriente de excitación o del inductor es también la corriente del inducido absorbida por el motor. Los motores de excitación en serie se usan para situaciones en los que se necesita un gran par de arranque como es el caso de tranvías y trenes. La velocidad es regulada con un reostato regulable en paralelo con el devanado de excitación. La velocidad disminuye cuando aumenta la intensidad.
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| Motor de excitación en serie |
Motor de excitación en derivación o shunt
Es el tipo de motor de corriente continua cuya velocidad no disminuye más que ligeramente cuando el par aumenta. En los motores de corriente continua y especialmente los de velocidad prácticamente constante, como los shunt, la variación de velocidad producida cuando funciona en carga y en vacío da una base de criterio para definir sus características de funcionamiento.También llamado “El motor shunt o motor de excitación en paralelo” es un motor eléctrico de corriente continua cuyo bobinado inductor principal está conectado en derivación o paralelo con el circuito formado por los bobinados inducido e inductor auxiliar.
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| Motor de excitación en derivación |
Motor de excitación compuesta o compound
Un motor compound (o motor de excitación compuesta) es un motor eléctrico de corriente continua cuya excitación es originada por dos bobinados inductores independientes; uno dispuesto en serie con el bobinado inducido (rotor) y otro conectado en derivación con el circuito formado por los bobinados: inducido, inductor serie e inductor auxiliar. Los motores compuestos tienen un campo serie sobre eltope del bobinado del campo shunt. Este campo serie, el cual consiste de pocas vueltas de un alambre grueso, es conectado 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 varía, y es directamente proporcional a la carga. El campo serie se conecta de manera tal que su flujo se añade al flujo del campo principal shunt. Los motores compound se conectan normalmente de esta manera y se denominan como compound acumulativo. La combinación del devanado serie y devanado en derivación permite que el motor tenga las características de par del motor en serie y las características de velocidad regulada del motor derivación.
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| Motor de excitación compound |
Motor de excitación independiente
Motor de excitación independiente. Son aquellos que obtienen la alimentación del rotor y del estator de dos fuentes de tensión independientes. Con ello, el campo del estator es constante al no depender de la carga del motor, y el par de fuerza es entonces prácticamente constante. Las variaciones de velocidad al aumentar la carga se deberán sólo a la disminución de la fuerza electromotriz por aumentar la caída de tensión en el rotor.
Los motores de excitación independiente tienen como aplicaciones industriales el torneado y taladrado de materiales, extrusión de materiales plásticos y goma, ventilación de horno, retroceso rápido en vacío de ganchos de grúas, desenrollado de bobinas y retroceso de útiles para serrar. El motor de excitación independiente es el más adecuado para cualquier tipo de regulación, por la independencia entre el control por el inductor y el control por el inducido. El sistema de excitación más fácil de entender es el que supone una fuente exterior de alimentación para el arrollamiento inductor.
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| Motor de excitación independiente |
Mantenimiento de los motores eléctricos
La carcaza debe ser mantenida limpia, sin acúmulo de aceite o polvo en su parte externa para facilitar el intercambio de calor con el medio.
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| Actividades de mantenimiento de un motor eléctrico |
Inspección inicial
La primera inspección del motor se debe realizar según las especificaciones tras aproximadamente 500 horas de servicio, pero como máximo tras medio año. Las siguientes comprobaciones se realizan con la máquina parada:
a) Comprobación de los cimientos. No deben aparecer fisuras ni otros daños como p. ej. Hundimientos o similares.
Las siguientes comprobaciones se realizan con el motor en marcha:
b) Comprobación de los parámetros eléctricos.
c) Comprobación de las temperaturas de los cojinetes. Se comprueba si se superan durante el funcionamiento del motor las temperaturas permitidas de los cojinetes.
d) Comprobación de los ruidos de funcionamiento. Durante el funcionamiento del motor se comprueba acústicamente si se ha alterado la suavidad de marcha del motor. Si durante la comprobación se detectan desviaciones de los valores indicados en las instrucciones de manejo y mantenimiento u otros defectos y errores, estos se deberán solucionar inmediatamente.
Inspección principal
Según las especificaciones se debe realizar una vez al año tras aprox. 10.000 horas de servicio una inspección principal del motor. Las siguientes comprobaciones se realizan con la máquina parada:
a) Comprobación de los cimientos. No deben aparecer fisuras ni otros daños como p. ej. Hundimientos o similares.
b) Comprobación de la alineación del motor. La alineación del motor se debe encontrar dentro de las tolerancias especificadas.
c) Comprobación de los tornillos de sujeción. Todos los tornillos utilizados en las uniones mecánicas y conexiones eléctricas deben estar firmemente apretados.
d) Comprobación de los cables y del material de aislamiento. Durante la comprobación se determina si los cables y los materiales de aislamiento utilizados se encuentran en estado correcto. No deben presentar descoloraciones o incluso señales de quemaduras y no deben estar rotos ni desgarrados ni presentar otros defectos.
e) Comprobación de la resistencia de aislamiento. Se debe comprobar la resistencia de aislamiento del bobinado. Se deben observar las especificaciones de las instrucciones de manejo y mantenimiento.
f) En función de la calidad de la grasa y de los rodamientos del motor también puede ser necesario cambiar la grasa de los cojinetes de rodamiento tras 10.000 horas de servicio. Aparte de ello, se deben tener en cuenta de forma separada los plazos de lubricación para los cojinetes de rodamiento, ya que éstos difieren de los intervalos de inspección.
Las siguientes comprobaciones se realizan con el motor en marcha:
a) Comprobación de los parámetros eléctricos.
b) Comprobación de las temperaturas de los cojinetes. Se comprueba si se superan durante el funcionamiento del motor las temperaturas permitidas de los cojinetes.
c) Comprobación de los ruidos de funcionamiento. Durante el funcionamiento del motor se comprueba acústicamente si se ha alterado la suavidad de marcha del motor.
Si durante la comprobación se detectan desviaciones de los valores indicados en las instrucciones de manejo y mantenimiento u otros defectos y errores, estos se deberán solucionar inmediatamente.
Limpieza
Los motores deben ser mantenidos limpios, exentos de polvadera, detritos y aceites. Para limpiarlos, se debe utilizar escobas o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es abrasivo , se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedad de la tapa deflectora y eliminando todo el acumulo de polvo contenido en las aletas del ventilador y en las aletas de refrigeración.
Los tubos de los intercambiadores de calor (sí existen) deben ser mantenidos limpios y desobstruidos para garantizar un perfecto intercambio de calor. Para la limpieza de los tubos, puede ser utilizada una baqueta con una escoba redonda en la extremidad, que al ser introducida en los tubos, retira la suciedad acumulada.
Lubricación
La finalidad del mantenimiento, en este caso, es prolongar lo máximo, la vida útil del sistema de soportes. El mantenimiento abrange:
a) Observación del estado general en que se encuentran los soportes.
b) Lubricación y limpieza.
c) Examen mas minucioso de los rodamientos.
El ruido en los motores deberá ser observado en intervalos regulares de 1 a 4 meses. Un oido bien entrenado es perfectamente capaz de distinguir el aparecimiento de ruidos anómalos, aunque empleando medios bien simples (como un desarmador, etc.).
Los motores deben ser mantenidos limpios, exentos de polvadera, detritos y aceites. Para limpiarlos, se debe utilizar escobas o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es abrasivo , se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedad de la tapa deflectora y eliminando todo el acumulo de polvo contenido en las aletas del ventilador y en las aletas de refrigeración.
Los tubos de los intercambiadores de calor (sí existen) deben ser mantenidos limpios y desobstruidos para garantizar un perfecto intercambio de calor. Para la limpieza de los tubos, puede ser utilizada una baqueta con una escoba redonda en la extremidad, que al ser introducida en los tubos, retira la suciedad acumulada.
Lubricación
La finalidad del mantenimiento, en este caso, es prolongar lo máximo, la vida útil del sistema de soportes. El mantenimiento abrange:
a) Observación del estado general en que se encuentran los soportes.
b) Lubricación y limpieza.
c) Examen mas minucioso de los rodamientos.
El ruido en los motores deberá ser observado en intervalos regulares de 1 a 4 meses. Un oido bien entrenado es perfectamente capaz de distinguir el aparecimiento de ruidos anómalos, aunque empleando medios bien simples (como un desarmador, etc.).
Corto circuito entre espiras
El corto circuito entre espiras puede ser consecuencia de coincidir casualmente dos puntos defectuosos del aislamiento de los alambres o resultar de defectos provocados simultaneamente en dos alambres que estan lado a lado. En las tres fases, se manifiestan corrientes desiguales cuya diferencia por tanto, conforme las circunstancias podrá ser tan pequeña que la protección del motor ni sienta. Corto circuito entre espiras, contra el hierro o entre las fases en consecuencia de defectos en el
aislamiento, ocurren raramente y así mismo, casi siempre en los primeros tiempos después del inicio de funcionamiento.
Daños causados a las bobinas
a) Fase de la bobina quemada
Este daño ocurre cuando el motor trabaja conectado en triángulo y falta corriente en un conductor de la red. La corriente sube de 2 a 2,5 veces en las bobinas restantes, al mismo tiempo en que la rotación cae acentuadamente. Si el motor para, la corriente subirá de 3,5 hasta 4 veces su valor nominal. La mayoria de las veces la ocurrencia de ese defecto se debe al hecho de no haber sido instalado ningún tipo de protección o entonces, el mecanismo de protección a sido regulado con valores muy altos.
b) Dos fases de bobinas quemadas
Este defecto ocurrirá en caso de que falte corriente en un conductor de la red y la bobina del motor este conectado en estrella. Una de las fases de la bobina queda sin corriente mientras que las otras pasan a absorber toda la potencia y a conducir una corriente muy elevada. El valor del deslizamiento llega casi a duplicar.
c) Tres fases de las bobinas quemadas
-Causa probable 1: El motor es protejido apenas por fusibles; sobrecarga en el motor será la causa de la anormalidad. La consecuencia sera la carbonización progresiva de los alambres y del aislamiento terminando encorto circuito entre espiras o corto circuito contra la carcaza. Si el motor es protejido por una llave de protección esta anormalidad puede ser facilmente evitada.
-Causa probable 2: El motor está conectado errado. Veamos por ejemplo: Un motor con bobinas proyectado para 220/380V es conectado a través de llave estrella-triángulo a una red eléctrica de 380V. La corriente absorvida será tan alta que las bobinas quemarán en pocos segundos si los fusibles o una llave de protección incorrectamente ajustados no reaccionen inmediatamente.
-Causa probable 3: La llave estrella-triángulo no es conmutada y el motor continua girando durante algún tiempo, conectado en estrella, bajo el esfuerzo de una carga excesiva. En virtud de desenvolver apenas 1/3 de su torque, el motor no consigue llegar a su velocidad de giro nominal. La acentuación del deslizamiento significa para el motor pérdidas óhmicas más elevadas causadas por el efecto Joule.
En virtud de la corriente del estator no ultrapasar, conforme la carga, su valor nominal para la conexión en triángulo, la llave de protección no reaccionará. El motor calentará en consecuencia del aumento de pérdidas en las bobinas y en el rotor, y las bobinas quemarán.
-Causa probable 4: La sobrecarga térmica, por un número excesivo de arranques en el régimen de operación intermitente o por un periodo de arranque demasiado prolongado dañara las bobinas. En virtud del continuo esfuerzo dispensado por el motor, por ocasión del arranque en régimen intermitente dará origen a mayores perdidas, que provocarán calentamiento elevado, no provocán calentamiento más elevado, no estarán fuera de cogitación en casos especiales la posibilidad de que las bobinas del estator venga a sufrir daños con el motor parado, en consecuencia del calentamiento ocurrido en el motor.
Daños causados al rotor (Jaula de ardilla)
Si un motor girando con carga emite un ruido de intensidad variada y su frecuencia aumenta a medida que aumenta la carga, el motivo será la mayoria de las veces, la existencia de una desimetria en las bobinas del rotor.
En motores con rotor de jaula la causa será, casi siempre, una interrupción en una o más barras del rotor; simultaneamente pueden ser constatadas variaciones periódicas de la corriente del estator. Este defecto acostumbra aparecer generalmente, solo en jaulas de aluminio fundidas en molde o bajo presión.
Las interrupciones en una u otra barra se revelan por calentamiento local del paquete rotórico, mostrando manchas azuladas en los puntos afectados. Cuando existe interrupción en varias barras contrapuestas pueden aparecer vibraciones con estremecimientos, que se comportan como las que acontecen en el desbalanceamiento y que son muchas veces, confundidas como tal.
Cuando el paquete rotórico adquiere una coloración azulada o violeta, es señal de que está habiendo sobrecarga. Esto puede ser provocado por el deslizamiento demasiado acentuado, por excesivo número de arranques, o por periodo de arranque muy largo. El daño puede ser originado tambien por tensión insuficiente en la red eléctrica.
Daños en rotores con anillas
La interrupción en una fase del bobinado rotórico se manifiesta por un fuerte ruido oscilante, que varia conforme el deslizamiento, sumado a variaciones periódicas bien más acentuadas de la corriente del estator. En algunos casos raros, es posible que ocurra ruptura en la conexión entre el bobinado y la anilla colectora. Conviene más aun, verificar primeramente si la interrupción ocurrió en la conexión al reostato de partida o en el mismo.
Cortos entre espiras en motores con anillas
Se trata de una anormalidad que solamente ocurre en casos extremamente raros. Dependiendo de la magnitud del corto circuito, el motor arranca con violencia, aunque el reostato de partida este apenas en el punto inicial de su posición de arranque. Como en ese caso las fuertes corrientes de partida no pasan por las anillas, no serán notados allí, marcas de quemaduras.
Daños a los soportes
Los daños a los soportes son causados por las paradas prolongadas. Funcionamiento con vibración excesiva, inadecuado, desalineamientos, acoplamientos esbalanceados, cargas radiales y o axiales excesivas son los principales responsables por daños causados a los soportes.
Fractura del eje
Apesar que los soportes constituyan tradicionalmente como la parte más débil y los ejes esten proyectados con un coeficiente de seguridad amplio no es del todo imposible que ocurran fracturas en los ejes, por el hecho de los esfuerzos incesantes y de flexión provocados por la tensión excesiva de las correas. Las fracturas ocurren en la mayoria de los casos, inmediatamente después del soporte del lado accionador.
En consecuencia de los esfuerzos de flexión alternados que solicitan el eje en marcha, las fracturas se van aprofundando de fuera para dentro, hasta culminar con la ruptura, cuando la resistencia de la parte que resta de la sección del eje no sea más suficiente. Evitar tornear adicionalmente el eje (agujeros para fijar, etc.) ya que pueden causar concentraciones de tensiones.
El cambio de algunas correas entre varias correas paralelas de una transmisión, apesar de representar una práctica nociva es la causante de fracturas en los ejes con mucha frecuencia. Si son conservadas algunas correas viejas y consecuentemente dilatadas en su tamaño, y localizadas más cerca del motor, mientras que las correas nuevas y más cortas giran más lejos del soporte, podrán causar excesivas tensiones por flexión para el eje.
Identificación de problemas básicos en motores
Plan de mantenimiento
Herramientas usadas en el mantenimiento de un motor
Destornilladores
Existen varios tipos diferentes de cabeza de tornillos, de cabeza redonda con una ranura, de cabeza avellanada con una ranura plana, de cabeza con ranura en estrella Philips, de cabeza con ranura en estrella Pozidriv, de cabeza con ranura Torx.
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| Diferentes cabezas de los destornilladores |
Alicates
Los alicates son herramientas que se utilizan para sujetar chapas y piezas pequeñas; cortar o doblar alambres y similares; montar y desmontar pasadores, arandelas elásticas, etc. Están forjados en acero de herramientas.
Existen muchos modelos, que se diferencian por a forma de sus bocas, las cuales son diseñadas para trabajos más o menos concretos Se distinguen:
Alicates universales: Son los mas conocidos por sus múltiples aplicaciones. Su boca esta conformada para poder agarrar y cortar, su uso varia desde sujetar piezas para taladrar o soldar, etc, hasta cortar o, doblar cables eléctricos, etc.
Alicates de bocas o punta rectas o planas La forma de su boca es plana y esta ranurada para impedir que cuando estemos agarrando la pieza esta se escurra o se escape. Sirve principalmente para sujetar, doblar, apretar, etc.
Alicates de bocas o puntas redondas La forma de su boca es cónica y esta ranurada por la parte interior. Sirve como la mayoría de los alicates para sujetar, doblar, apretar, etc, aunque la principal uso es cuando tenemos que trabajar en ligares de difícil acceso.
Es el alicate que mas variantes tiene en el mercado, los tenemos con la punta curvada, alicates que cuando apretamos las bocas se abren, etc, todas estas variantes las incluiremos en los alicates especiales.
Alicates de bocas o punta de corte Son alicates que su principal función es la de cortar, cables, hilos o alambres. No se usaran para cortar chapas aunque sean pequeñas, para ello utilizaremos la tijera corta-chapa.
Alicates Especiales: En este apartado incluiremos todos los alicates que faltan o que nos fabriquemos como los alicates de pelado (que se utilizan para pelar cables eléctricos), los alicates ajustables (que se puede ajustar la mandíbula para distintos grosores de piezas, tubos ,etc) Los alicates de punta curvada (pudiendo ser plana o cónica), etc.
Llaves de punta y corona
Maceta de goma
Extractor de rodamientos
Dependiendo de su diseño, los extractores pueden ser utilizados tanto para montar como para desmontar rodamientos de una carcasa de motor o cavidad de una máquina. El funcionamiento es simple: una parte del extractor debe presionar contra la carcasa, mientras otra parte interna empuja el rodamiento dentro o fuera de su compartimiento. Mediante la aplicación de la presión de manera uniforme, sin impacto, el extractor actúa sobre el rodamiento sin ningún tipo de daño a la carcasa que lo contiene.
Brochas
Una brocha es un instrumento consistente en un conjunto de cerdas unidas a un mango que se utiliza para pintar, maquillarse o para otros fines.
La brocha es una escobilla que recoge reteniendo entre sus fibras un determinado material para luego distribuirlo uniformemente sobre una superficie. Este material puede ser líquido o pulverulento como por ejemplo, pintura, barniz, polvos de maquillaje, crema de afeitar, etc. Las brochas se utilizan para diferentes propósitos entre los que destacan la pintura de muros y otras superficies y labores de higiene y embellecimiento.
Multímetro
Es un aparato usado para medir magnitudes eléctricas, cuenta con un selector que según la posición puede trabajar como voltímetro, amperímetro y ohmímetro.
Solventes para limpiar
Para acceder al wiki, presentación 10: mantenimiento de un PLC, utilice el siguiente enlace: https://mantenimiento-industrial-577134.wikispaces.com/10.+Mantenimiento+de+PLC
Fuentes:
http://www.monografias.com/trabajos93/motores-electricos/motores-electricos.shtml
http://www.areatecnologia.com/EL%20MOTOR%20ELECTRICO.htm
https://sites.google.com/site/tecnorlopez33/tema4-maquinas-electricas/06-motores-de-ca
http://ocw.uc3m.es/ingenieria-electrica/maquinas-electricas-de-corriente-alterna/material-de-clase-1/capitulo-ii-maquina-asincrona
http://www.monografias.com/trabajos97/motores-electricos-ca/motores-electricos-ca.shtml
http://platea.pntic.mec.es/~jgarrigo/SAP/archivos/1eva/introduccion_motores_ca.pdf
http://biblio3.url.edu.gt/Libros/2013/ing/pim/12.pdf
http://www.electrosector.com/wp-content/ftp/descargas/maquinas7.pdf
http://www.unicrom.com/Tut_MotorAC.asp
http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono9.htm
http://www-app.etsit.upm.es/departamentos/teat/asignaturas/lab-ingel/motores%20asincronos%20monofasicos.pdf
http://www.nichese.com/motor-c.c.html
http://www.ecured.cu/index.php/Motor_serie
http://es.scribd.com/doc/74657731/Motor-Compound
http://www.ecured.cu/index.php/Motor_de_excitaci%C3%B3n_independiente
http://www.ecured.cu/index.php/Rotor_de_jaula_de_ardilla
