Los motores eléctricos son máquinas eléctricas que se utilizan para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. La clasificación general los divide según el tipo de corriente de alimentación en motores DC y AC. El siguiente artículo analiza los motores eléctricos con especificación para corriente alterna, sus tipos, características distintivas y ventajas.

Motor de CA de tipo industrial

El principio de conversión de energía.

Entre los motores eléctricos utilizados en todas las industrias y electrodomésticos, los motores de CA son los más comunes. Se encuentran en casi todos los ámbitos de la vida, desde juguetes para niños y lavadoras hasta automóviles y potentes máquinas de producción.

El principio de funcionamiento de todos los motores eléctricos se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday y la ley de Ampère. El primero de ellos describe la situación cuando se genera una fuerza electromotriz sobre un conductor cerrado ubicado en un campo magnético cambiante. En los motores, este campo se crea a través de los devanados del estator, a través de los cuales fluye corriente alterna. Dentro del estator (que es el cuerpo del dispositivo) hay un elemento móvil del motor: el rotor. Hay una corriente en ello.

La rotación del rotor se explica por la ley de Ampère, que establece que las cargas eléctricas que fluyen por un conductor dentro de un campo magnético se ven afectadas por una fuerza que las mueve en un plano perpendicular a las líneas de fuerza de este campo. En pocas palabras, el conductor, que en el diseño del motor es el rotor, comienza a girar alrededor de su eje y se fija en el eje al que están conectados los mecanismos de trabajo del equipo.

Tipos de motores y su dispositivo.

Los motores eléctricos de CA tienen un dispositivo diferente, gracias al cual es posible crear máquinas con la misma velocidad del rotor en relación con el campo magnético del estator, y máquinas en las que el rotor "va a la zaga" del campo giratorio. Según este principio, estos motores se dividen en los tipos correspondientes: síncronos y asíncronos.

Asincrónico

La base del diseño de un motor eléctrico asíncrono son un par de partes funcionales importantes:

1. El estator es un bloque cilíndrico hecho de láminas de acero con ranuras para colocar los devanados portadores de corriente, cuyos ejes están ubicados en un ángulo de 120˚ entre sí. Los polos de los devanados van a la caja de terminales, donde se conectan de diferentes formas, dependiendo de los parámetros requeridos del motor eléctrico.
2. Rotor. En el diseño de motores eléctricos asíncronos se utilizan dos tipos de rotores:
   • Cortocircuitado. Se llama así porque está hecho de varias varillas de aluminio o cobre, cortocircuitadas con anillos en los extremos. Este diseño, que es un devanado de rotor por el que circula corriente, se denomina en electromecánica "jaula de ardilla".
   • Fase. En rotores de este tipo se instala un devanado trifásico, similar al devanado del estator. La mayoría de las veces, los extremos de sus conductores van a la zapata terminal, donde están conectados por una "estrella", y los extremos libres están conectados a anillos colectores. El rotor de fase permite usar escobillas para agregar una resistencia adicional al circuito de bobinado, lo que le permite cambiar la resistencia para reducir las corrientes de entrada.

Además de los elementos clave descritos de un motor eléctrico asíncrono, su diseño también incluye un ventilador para enfriar los devanados, una caja de terminales y un eje que transmite la rotación generada a los mecanismos de trabajo del equipo, cuyo funcionamiento es proporcionado por este motor.

El funcionamiento de los motores eléctricos asíncronos se basa en la ley de la inducción electromagnética, que establece que una fuerza electromotriz sólo puede surgir en condiciones de diferencia en las velocidades de rotación del rotor y el campo magnético del estator. Por lo tanto, si estas velocidades fueran iguales, los campos electromagnéticos no podrían aparecer, pero el impacto en el eje de factores de "frenado" como la carga y la fricción de los cojinetes siempre crea las condiciones suficientes para el funcionamiento.

Sincrónico

El diseño de los motores de CA síncronos es algo diferente del diseño de sus homólogos asíncronos. En estas máquinas, el rotor gira alrededor de su eje a una velocidad igual a la velocidad de rotación del campo magnético del estator. El rotor o armadura de estos dispositivos también está equipado con devanados, que están conectados en un extremo entre sí y en el otro, a un colector giratorio. Las placas de contacto en el colector están montadas de tal manera que en un momento determinado es posible suministrar energía a través de escobillas de grafito solo a dos contactos opuestos.

El principio de funcionamiento de los motores síncronos:

1. Cuando el flujo magnético en el devanado del estator interactúa con la corriente del rotor, se produce un par.
2. La dirección del flujo magnético cambia simultáneamente con la dirección de la corriente alterna, manteniendo así la rotación del eje de salida en una dirección.
3. La configuración de la velocidad deseada se realiza ajustando el voltaje de entrada. Muy a menudo, en equipos de alta velocidad, como martillos perforadores y aspiradoras, esta función la realiza un reóstato.

Las causas más comunes de falla de los motores síncronos son:

• desgaste de las escobillas de grafito o debilitamiento del resorte de presión;
• desgaste del cojinete del eje;
• contaminación del colector (limpiado con papel de lija o alcohol).

Alternador trifásico

Historia de la invención

La invención de la forma más sencilla de convertir energía eléctrica en mecánica pertenece a Michael Faraday. En 1821, este gran científico inglés realizó un experimento con un conductor sumergido en un recipiente con mercurio, en cuyo fondo había un imán permanente. Después de suministrar electricidad al conductor, este comenzó a moverse, girando en consecuencia con las líneas de fuerza del campo magnético. Hoy en día, este experimento se suele realizar en las clases de física, sustituyendo el mercurio por salmuera.

Un estudio más profundo del tema llevó a la creación por parte de Peter Barlow en 1824 de un motor unipolar, llamado rueda de Barlow. Su diseño incluye dos engranajes de cobre ubicados en un mismo eje entre imanes permanentes. Después de aplicar corriente a las ruedas, como resultado de su interacción con los campos magnéticos, las ruedas comienzan a girar. Durante los experimentos, el científico descubrió que la dirección de rotación se puede cambiar cambiando la polaridad (reorganizando imanes o contactos). La aplicación práctica de la "rueda de Barlow", pero jugó un papel importante en el estudio de la interacción de campos magnéticos y conductores cargados.

El primer prototipo funcional del dispositivo, que se convirtió en el progenitor de los motores modernos, fue creado por el físico ruso Boris Semenovich Jacobi en 1834. El principio de utilizar un rotor giratorio en un campo magnético, demostrado en esta invención, se aplica casi sin cambios en los motores de CC modernos.

Pero la creación del primer motor con un principio de funcionamiento asíncrono pertenece a dos científicos a la vez: Nikola Tesla y Galileo Ferraris, quienes, por una afortunada coincidencia, demostraron sus inventos en un año (1888). Unos años más tarde, un motor de CA bifásico sin escobillas, creado por Nikola Tesla, ya se utilizaba en varias centrales eléctricas. En 1889, el ingeniero eléctrico ruso Mikhail Osipovich Dolivo-Dobrovolsky mejoró el invento de Tesla para trabajar en una red trifásica, gracias a lo cual pudo crear el primer motor de inducción de CA con una potencia de más de 100 vatios. También es propietario de la invención de los métodos utilizados hoy en día para conectar fases en motores eléctricos trifásicos: "estrella" y "triángulo", reóstatos de arranque y transformadores trifásicos.

Sistema de aire acondicionado propuesto por Westinghouse

Conexión a fuentes de alimentación monofásicas y trifásicas.

Según el tipo de red de suministro, los motores de CA se clasifican en monofásicos y trifásicos.

Conectar motores asíncronos monofásicos es muy sencillo: para ello basta con llevar los cables de fase y neutro de una red monofásica de 220 V a las dos salidas de la carcasa. Los motores síncronos también se pueden alimentar desde este tipo de red, pero la conexión es un poco más complicada: es necesario conectar los devanados del rotor y del estator de modo que sus contactos de magnetización unipolares estén ubicados uno frente al otro.

Conectarse a una red trifásica parece algo más complicado. En primer lugar, debe prestar atención a que la caja de terminales contenga 6 cables, un par para cada uno de los tres devanados. En segundo lugar, permite utilizar uno de dos métodos de conexión ("estrella" y "triángulo"). Una conexión incorrecta puede dañar el motor al derretir los devanados del estator.

La principal diferencia funcional entre la "estrella" y el "triángulo" es el diferente consumo de energía, que se realiza para permitir que la máquina se conecte a redes trifásicas con diferentes voltajes de línea: 380 V o 660 V. En el primer caso, los devanados deben conectarse según el esquema "triángulo", y en el segundo, "estrella". Esta regla de conmutación permite en ambos casos tener una tensión de 380V en los devanados de cada fase.

En el panel de conexión, los cables de devanado están dispuestos de tal manera que los puentes utilizados para el encendido no se crucen. Si la caja de terminales del motor contiene solo tres abrazaderas, entonces está diseñada para funcionar con el mismo voltaje, que se indica en la documentación técnica, y los devanados están interconectados dentro del dispositivo.

Ventajas y desventajas de los motores eléctricos de CA.

Hoy en día, entre todos los motores eléctricos, los dispositivos de CA ocupan una posición de liderazgo en términos de uso en centrales eléctricas. Tienen un diseño de bajo costo, fácil mantenimiento y una eficiencia de al menos el 90%. Además, su dispositivo permite cambiar suavemente la velocidad de rotación sin recurrir a equipos adicionales como cajas de cambios.

La principal desventaja de los motores de CA con principio de funcionamiento asíncrono es el hecho de que la velocidad de su eje sólo puede controlarse cambiando la frecuencia de la corriente de entrada. Esto no permite alcanzar una velocidad de rotación constante y también reduce la potencia. Los motores asíncronos se caracterizan por tener corrientes de arranque elevadas, pero un par de arranque bajo. Para corregir estas deficiencias, se utiliza un variador de frecuencia, pero su precio contradice una de las principales ventajas de estos motores: el bajo costo.

El punto débil del motor síncrono es su complejo diseño. Las escobillas de grafito fallan con bastante rapidez bajo carga y también pierden un contacto estrecho con el conmutador debido al debilitamiento del resorte de presión. Además, estos motores, al igual que sus homólogos asíncronos, no están protegidos contra el desgaste de los cojinetes del eje. Las desventajas también incluyen un arranque más difícil, la necesidad de una fuente de CC y un control de velocidad exclusivamente controlado por frecuencia.

Solicitud

Hoy en día, los motores eléctricos con especificación para corriente alterna son habituales en todos los ámbitos de la industria y de la vida. En las centrales eléctricas se instalan como generadores, se utilizan en equipos de fabricación, automoción e incluso en electrodomésticos. Hoy en día, cada hogar tiene al menos un aparato con motor eléctrico de CA, como una lavadora. Las razones de tanta popularidad son la versatilidad, durabilidad y facilidad de mantenimiento.

Entre las máquinas eléctricas asíncronas, los más utilizados son los dispositivos con especificación trifásica. Son la mejor opción para usar en muchas unidades de potencia, generadores y aplicaciones de alta potencia donde se requiere control de la velocidad del eje.

Imagínese cómo sería el mundo moderno si todos los motores eléctricos desaparecieran repentinamente. Digamos que los reemplazarían por motores térmicos. Pero después de todo, los motores térmicos son voluminosos, emiten vapor y gases de escape, mientras que los motores eléctricos de potencia comparable son compactos, se adaptan perfectamente a máquinas herramienta, vehículos eléctricos y otros equipos, además de ser respetuosos con el medio ambiente, económicos y fiables. Es imposible imaginar el mundo moderno sin motores eléctricos, que facilitan enormemente el trabajo de las personas, en definitiva, hacen nuestra vida más cómoda.

Gracias a los motores eléctricos obtenemos energía mecánica a partir de energía eléctrica. Y en este proceso son decisivas las características de peso y tamaño, la potencia y el número de revoluciones por minuto, que a su vez están relacionados tanto con las características de diseño de los motores como con los parámetros de la tensión de alimentación.

Según el tipo de tensión de alimentación, los motores eléctricos son de CA o de CC. Según el método de control: paso, lineal, servo (siguiente). Los motores de CA, a su vez, son asíncronos y síncronos. Veamos los tipos de motores eléctricos, observemos sus características y hablemos sobre los principios de funcionamiento de cada uno de ellos.

motores de corriente continua

Para construir accionamientos eléctricos con altas características dinámicas, se utilizan motores eléctricos de CC. Se caracterizan por una alta capacidad de sobrecarga y una rotación uniforme. Son los motores de CC los que se utilizan a menudo en los vehículos eléctricos. También están equipados con muchas máquinas herramienta, máquinas, unidades, incluidos electrodomésticos.

El funcionamiento de un motor de CC clásico se basa en la rotación de un marco portador de corriente en un campo magnético externo: la corriente se suministra al marco a través de un conjunto de colector de escobillas y el campo magnético del estator se obtiene de imanes permanentes o de la misma corriente continua (el campo magnético de una bobina con corriente). Como resultado, el marco con corriente gira en el campo magnético. En lugar de un marco, puede actuar una bobina con corriente en un circuito magnético: un rotor.

motores de corriente alterna

Los motores de CA se utilizan mucho en la vida cotidiana y en la industria, ya que se consideran más versátiles que los motores de CC. Los motores de CA tienen un diseño simple, más confiables que los motores de CC y fáciles de manejar.

Por ejemplo, la mayoría de los ventiladores domésticos y las campanas industriales están equipados con motores asíncronos de CA. También están equipados con cabrestantes, bombas y máquinas herramienta. La simplicidad de los motores de CA de frecuencia industrial radica en la ausencia de un conjunto de colector de escobillas y de una electrónica compleja.

motores paso a paso

Los motores paso a paso funcionan convirtiendo impulsos eléctricos de CC discretos en movimientos mecánicos (pasos). Equipos de oficina, máquinas herramienta, robots: dondequiera que se requiera alta velocidad y un movimiento uniforme del cuerpo de trabajo, hoy en día se utilizan motores paso a paso. Para controlar la velocidad de rotación del rotor, la unidad electrónica regula la frecuencia de repetición de los pulsos y su ciclo de trabajo. El motor paso a paso es un motor CC síncrono sin escobillas.

Servoaccionamientos (servomotores)

El servoaccionamiento (servodrive) es un motor de CC de alta tecnología. A diferencia de un motor paso a paso, un servomotor también tiene en su diseño un sensor de posición del rotor, con la ayuda del cual se implementa un mecanismo de retroalimentación negativa.

Los motores de este tipo son capaces de desarrollar altas velocidades y potencia, como los motores paso a paso de CC, pero el ajuste de la posición del cuerpo de trabajo es más preciso. Para las máquinas CNC, un servoaccionamiento es justo lo que necesita. Muchas máquinas industriales modernas están equipadas con servoaccionamientos integrados en un sistema de control por computadora de alta precisión.

Motores lineales

En un motor de CC lineal, en lugar de un rotor, hay una varilla (varilla) con imanes, que se mueve rectilíneamente a través del estator con respecto al inductor. Los motores de este tipo están ganando popularidad como accionamientos para mecanismos alternativos durante el funcionamiento.

Esta es una solución confiable y económica, que elimina la necesidad de cualquier transmisión mecánica. Se envían pulsos de la polaridad y duración requeridas a la bobina, formando un campo magnético de la configuración deseada, que a su vez actúa sobre la varilla, y la posición actual de la varilla se monitorea gracias a los sensores Hall integrados en el estator.

Motores sincrónicos

Hablando de "motor síncrono", tradicionalmente se refieren a un motor de CA, en el que la frecuencia de rotación (o velocidad angular) del rotor es igual a la velocidad angular del flujo magnético en la cavidad del estator. La mayoría de las veces hablamos de motores cuyos rotores llevan imanes permanentes o un devanado de excitación que crea un fuerte campo magnético propio que evita el deslizamiento.

Por tanto, en los motores síncronos la velocidad del rotor es constante. Potentes ventiladores, accionamientos de grúas, accionamientos de bombas: en muchas aplicaciones donde se requiere alta potencia y velocidad constante, independientemente de la carga, se utilizan motores síncronos.

motores asíncronos

Muy a menudo, un motor asíncrono se denomina motor de CA, en el que la frecuencia (o velocidad angular) de rotación del rotor difiere de la velocidad angular del flujo magnético del estator. Es decir, en un motor de este tipo hay un "deslizamiento". Los motores de inducción de CA vienen con un rotor de jaula de ardilla (jaula de ardilla) o.

Los motores asíncronos más potentes se fabrican con un rotor de fase, la magnitud del flujo magnético de dicho rotor está regulada por un reóstato y la velocidad de rotación es ajustable. Los equipos menos críticos (para la dependencia de la velocidad del rotor de la carga) están equipados con motores asíncronos con un rotor de jaula de ardilla.

En electrodomésticos, herramientas eléctricas manuales, equipos eléctricos automotrices y sistemas de automatización, a menudo se usa un motor conmutador de CA, cuyo diagrama de conexión, como el dispositivo, es similar al de los motores de CC.

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Su uso generalizado se explica por su compacidad, bajo peso, bajo costo y facilidad de manejo. En este segmento, los motores de alta frecuencia y baja potencia son los más demandados.

Este dispositivo es bastante específico y, debido a su similitud con las máquinas de corriente continua, tiene características similares y ventajas inherentes.

La diferencia con los motores de corriente continua radica en el material de la carcasa del estator, hecha de láminas de acero eléctrico, gracias a lo cual se pueden reducir las pérdidas por corrientes parásitas.

Para que el motor pueda funcionar desde una red convencional, es decir. 220 V, los devanados de excitación están conectados en serie.

Estos motores, denominados universales por funcionar con corriente alterna y continua, son monofásicos y trifásicos.

Vídeo: motor conmutador universal.

¿De qué está hecha la estructura?

El dispositivo de motor de CA incluye, además del rotor y el estator:

• tacogenerador;
• Mecanismo recogeescobillas.

La corriente del inducido interactúa con el flujo magnético del devanado de campo, lo que hace que el rotor gire en el mecanismo colector. La corriente se alimenta a través de las escobillas al colector, que es el conjunto del rotor y está conectado en serie con el devanado del estator. Está ensamblado a partir de placas que tienen forma trapezoidal en sección transversal.

El principio de funcionamiento de dicho motor se puede demostrar mediante un conocido experimento del programa escolar con un marco giratorio colocado entre polos opuestos de un campo magnético. Gira bajo la influencia de fuerzas dinámicas cuando una corriente lo atraviesa. Al cambiar la dirección de la corriente, el marco no cambia la dirección de rotación.

Las altas velocidades de ralentí causadas por el par máximo cuando los devanados de excitación están conectados en serie pueden provocar fallas en el mecanismo.

Diagrama de conexión (simplificado)

Un diagrama de conexión típico prevé la salida de hasta diez contactos a la regleta de contactos. La corriente L que fluye por una de las escobillas ingresa al colector y al inducido, luego pasa a los devanados del estator a través de la segunda escobilla y el puente, yendo al neutro N.

La inversión del motor no prevé un método de conexión similar, ya que la conexión de los devanados en paralelo conduce a un cambio simultáneo en los polos de los campos magnéticos. Como resultado, la dirección del momento es siempre la misma.

Es posible cambiar el sentido de rotación cambiando las posiciones de las salidas de devanado en la regleta de contactos. El motor se enciende directamente cuando las salidas del rotor y del estator están conectadas al mecanismo colector de escobillas. Para activar la segunda velocidad se utilizan los cables de la mitad del devanado. No debemos olvidar que desde el momento de dicha conexión, el motor funciona a máxima potencia, por lo que su tiempo de funcionamiento no puede superar los 15 segundos.

Video: Conexión y ajuste de velocidad del motor desde una lavadora.

En la práctica, se utilizan varios métodos para controlar el funcionamiento del motor. Puede ser un circuito electrónico, donde el triac actúa como elemento regulador, que "pasa" el voltaje especificado al motor. Funciona como una llave instantánea, abriéndose cuando un pulso de control entra en su persiana.

El principio de funcionamiento implementado en los circuitos con triac se basa en una regulación de fase de onda completa, donde el voltaje suministrado al motor está ligado a los pulsos que llegan al electrodo. En este caso, la frecuencia con la que gira la armadura es directamente proporcional al voltaje aplicado a los devanados.

Simplificado, este principio se puede describir de la siguiente manera:

• se aplica una señal del circuito electrónico a la puerta del triac;
• el obturador se abre, la corriente fluye a través de los devanados del estator, haciendo girar la armadura del motor M;
• el tacogenerador convierte los valores de velocidad instantánea en señales eléctricas, formando retroalimentación con pulsos de control;
• como resultado, la rotación del rotor bajo cualquier carga permanece uniforme;
• Los relés R y R1 invierten el motor.

Otro circuito es un tiristorano de pulso de fase.

Ventajas y desventajas de la máquina.

Las ventajas incluyen:

• tamaños pequeños;
• universalidad, es decir trabajar en voltaje constante y variable;
• gran par de arranque;
• independencia de la frecuencia de la red;
• velocidad;
• ajuste suave de la facturación en un amplio rango al variar el voltaje de suministro.

Las desventajas también están asociadas con el uso de una transición de cepillo-colector, lo que implica:

• reducción de la vida útil del mecanismo;
• la ocurrencia entre las escobillas y el colector de chispas;
• alto nivel de ruido;
• una gran cantidad de elementos coleccionistas.

Principales averías

La chispa que se produce entre las escobillas y el conmutador es el tema más importante que necesita atención. Para evitar averías más graves, como su pelado y deformación o sobrecalentamiento de las lamas, es necesario sustituir el cepillo desgastado.

Además, es posible que se produzca un cortocircuito entre el inducido y los devanados del estator, lo que provocará una fuerte chispa en la unión del colector-escobilla o una caída significativa del campo magnético.

Para prolongar la vida útil del motor, se deben cumplir dos condiciones: un fabricante profesional y un usuario competente, es decir. estricta observancia del modo de operación.

Vídeo: motor eléctrico colector.

El motor eléctrico es un convertidor especial. Esta es una máquina donde la energía eléctrica se convierte y se convierte en energía mecánica. El principio de funcionamiento del motor se basa en inducción electromagnética. También hay motores electrostáticos. Es posible utilizar motores con otros principios de conversión de electricidad en movimiento sin ningún complemento especial. Pero pocas personas saben cómo funciona el motor eléctrico y cómo funciona.

El principio de funcionamiento del dispositivo.

Un motor de CA contiene partes fijas y móviles. Los primeros incluyen:

• estator;
• inductor.

El estator encuentra aplicación en máquinas tipo sincrónico y asincrónico. El inductor se utiliza en máquinas de CC. La parte móvil consta de un rotor y una armadura. El primero se utiliza para dispositivos síncronos y asíncronos, mientras que la armadura se utiliza para equipos con indicadores constantes. La función del inductor recae en motores de pequeña potencia. Aquí se utilizan a menudo imanes permanentes.

Hablando de cómo está dispuesto el motor eléctrico, es necesario determinar a qué clase de equipo pertenece un modelo en particular. En el diseño de un motor asíncrono, el rotor es:

• en cortocircuito;
• fase, es decir, con un devanado.

El último tipo se utiliza si se requiere reducir la corriente de arranque y ajustar la velocidad Motor eléctrico asíncrono. Habitualmente hablamos de motores de grúa, habitualmente utilizados en instalaciones de grúas.

La grúa tiene movilidad y se utiliza en máquinas DC. Puede ser un generador o un motor, así como un motor universal, que funcione según el mismo principio. Se utiliza en herramientas eléctricas. De hecho, un motor universal es el mismo motor de rendimiento constante en el que se produce la excitación en serie. La diferencia se refiere sólo cálculos de bobinado. Aquí no hay reactancia. Sucede:

• capacitivo;
• inductivo.

Es por eso que cualquier herramienta eléctrica, si se le quita la unidad electrónica, podrá funcionar con corriente continua. Pero al mismo tiempo, el voltaje en la red será menor. El principio de funcionamiento de un motor eléctrico se determina según los componentes que lo componen y para qué está destinado.

Funcionamiento de un motor asíncrono trifásico.

Durante la conexión a la red, se forma un campo magnético giratorio. Se aloja en el estator y penetra a través del devanado del rotor en cortocircuito. Entra en inducción. Después de eso, de acuerdo con la ley de Ampère, el rotor comienza a girar. La frecuencia de movimiento de este elemento depende de la frecuencia de la tensión de alimentación y del número de polos magnéticos presentados en pares.

La diferencia entre la velocidad del rotor y el campo magnético del estator se expresa como deslizamiento. Motor llamado asíncrono, porque la frecuencia de rotación del campo magnético en él es consistente con la frecuencia de rotación del rotor. El motor síncrono tiene diferencias en el diseño. El rotor se complementa con un imán de tipo permanente o un electroimán. Dispone de elementos como jaula de ardilla para lanzamiento e imanes permanentes. Los electroimanes también pueden desempeñar su papel.

En un motor asíncrono, la velocidad de rotación del campo magnético del estator coincide con la del rotor. Para el encendido se utilizan motores eléctricos asíncronos de tipo auxiliar o un rotor con devanado de jaula de ardilla. Los motores asíncronos han podido encontrar una amplia aplicación en todos los campos técnicos.

Esto es especialmente cierto en el caso de los motores trifásicos, que se caracterizan por su simplicidad de diseño. No sólo son asequibles, sino también más fiables que los eléctricos. Casi no requieren mantenimiento. El nombre asíncrono que se les asigna se debe a la rotación no síncrona del rotor en dicho motor. Si no hay una red trifásica, dicho motor se puede conectar a una red de corriente monofásica.

El estator de un motor eléctrico asíncrono contiene un paquete. Contiene láminas de acero eléctrico barnizadas cuyo espesor es de 0,5 mm. Tienen ranuras donde se coloca el devanado. Las tres fases del devanado están conectadas entre sí mediante un triángulo o una estrella, que están desplazadas espacialmente 120 grados.

Si hablamos del rotor de un motor eléctrico, en el que hay anillos colectores en las ranuras, se produce una situación similar a la del devanado del estator. Esto es cierto si se enciende mediante una estrella o si los extremos iniciales de las fases están conectados mediante tres anillos de contacto fijados en el eje. Cuando el motor está en marcha, puede conectar un reóstato a las fases de bobinado para controlar la velocidad. Después de un arranque exitoso, los anillos colectores se cortocircuitan y, por lo tanto, el devanado del rotor realiza las mismas funciones que en el caso de un producto en cortocircuito.

Clasificación moderna

Según el principio de generación de par, los motores eléctricos se dividen en magnetoeléctricos y de histéresis. El último grupo se diferencia en que aquí el par se forma debido a la histéresis cuando el rotor está excesivamente magnetizado. Estos motores no se consideran clásicos y no se encuentran tan a menudo en la industria. Las más extendidas son las modificaciones magnetoeléctricas, que se dividen en dos grandes grupos, según la energía consumida. Estos son motores de CA y CC. También existen modelos universales que pueden funcionar con ambos tipos de corriente eléctrica.

Características clave

Sería correcto llamar a estos dispositivos eléctricos no fase. Esto se debe a que las fases cambian aquí. directamente en el motor. Gracias a esto, el motor funciona con corriente continua y variable con igual éxito. Este grupo se divide según el método de conmutación de fases y la presencia de retroalimentación. Son válvula y colector.

En cuanto al tipo de excitación, los motores colectores se dividen en modelos autoexcitados, motores con excitación independiente a partir de imanes permanentes y electroimanes. El primer tipo, a su vez, se clasifica en motores con excitación en serie, en paralelo y mixta.

Los productos sin escobillas o con válvulas funcionan con electricidad. En ellos, la conmutación de fases se produce a través de una unidad eléctrica especial llamada inversor. Este proceso puede equiparse con retroalimentación cuando se utiliza el sensor de posición del rotor o sin retroalimentación. En realidad, un dispositivo de este tipo se puede posicionar como un análogo de un dispositivo asíncrono.

Unidades de corriente pulsante

Un motor de este tipo es eléctrico y funciona mediante una corriente eléctrica pulsante. Sus características de diseño son similares a las de los dispositivos DC. Sus diferencias estructurales con respecto a un motor de rendimiento constante radican en la presencia de inserciones laminadas para rectificar corriente alterna. Se utiliza en locomotoras eléctricas con instalaciones especiales. Un rasgo característico es la presencia de un devanado de compensación y un número significativo de pares de polos.

modificaciones de aire acondicionado

El motor es un dispositivo alimentado por corriente alterna. Estas unidades son asíncronas y sincrónicas. La diferencia es que en las máquinas asíncronas la fuerza magnetomotriz del estator se mueve a la velocidad de rotación del rotor. En los equipos asíncronos siempre existe una diferencia entre la velocidad de rotación del campo magnético y la del rotor.

El motor eléctrico síncrono funciona con corriente alterna. En este caso, el rotor gira según el movimiento del campo magnético de la tensión de alimentación. Los motores eléctricos síncronos se dividen en modificaciones con devanados de excitación, con imanes permanentes, así como modificaciones reactivas, dispositivos de histéresis, escalonados y reactivos híbridos.

También existe el llamado tipo de histéresis reactiva. También se fabrican modelos con unidades de paso. Aquí, se fija una determinada posición del rotor suministrando energía a determinadas zonas del devanado. La transición a otra posición se logra quitando voltaje de algunos devanados y moviéndolo a otras áreas. Modelos reactivos de válvulas de tipo eléctrico. suministro de energía de devanados mediante elementos semiconductores. El dispositivo asíncrono tiene una velocidad del rotor diferente de la frecuencia del campo magnético giratorio. Es generado por la tensión de alimentación. Estos modelos son actualmente los más utilizados.

Equipo colector universal

Una unidad de este tipo puede funcionar con corriente alterna y continua. Está fabricado con un devanado de excitación en serie con potencias de hasta 200 vatios. El estator está fabricado de acero eléctrico especial. El devanado de excitación se realiza total y parcialmente con un indicador de voltaje constante y con un indicador variable. La tensión nominal para corriente alterna es de 127 y 220 V, los mismos indicadores para un parámetro constante son de 110 y 220 V. Se utilizan en herramientas eléctricas y electrodomésticos.

El funcionamiento de un motor eléctrico depende de su pertenencia a un tipo particular de equipo. Las modificaciones de corriente alterna alimentadas por una red industrial de 50 Hz no permiten obtener una velocidad superior a 3000 rpm. Es por ello que se utiliza un motor colector de tipo eléctrico para obtener frecuencias significativas. También es más ligero y pequeño que los dispositivos de velocidad variable de potencia similar.

En su relación, se utilizan mecanismos de transmisión especiales que convierten los parámetros cinemáticos del mecanismo en unos aceptables. Cuando se utilizan convertidores de frecuencia y en presencia de una red de mayor frecuencia, los motores de CA son productos más livianos y menos colectores.

El recurso de los modelos asincrónicos con indicadores variables es mucho mayor que el de los modelos coleccionistas. Está determinado por el estado de los cojinetes y las características del aislamiento del devanado.

Un motor síncrono, que tiene un sensor de posición del rotor y un inversor, se considera el análogo electrónico de un motor colector de CC. De hecho, se trata de un motor eléctrico de colector con devanados de estator conectados en serie. Están idealmente optimizados para funcionar con la fuente de alimentación doméstica. Un modelo de este tipo, independientemente de la polaridad del voltaje, se puede girar en una dirección, ya que la conexión en serie de los devanados y el rotor garantiza un cambio de polos debido a los campos magnéticos. Por consiguiente, el resultado sigue estando dirigido en una dirección.

El estator magnético de material blando es adecuado para funcionamiento con CA. Esto es posible si la resistencia en la inversión de la magnetización es insignificante. Para reducir las pérdidas por corrientes parásitas, el estator está hecho de laminaciones aisladas. Resulta estar listo. Su característica es que la corriente consumida está limitada debido a la resistencia inductiva de los devanados. En consecuencia, el par del motor se estima como máximo y varía de 3 a 5. Para acercar los motores de uso general a las características mecánicas, se utilizan devanados seccionales. Tienen conclusiones separadas.

Cabe destacar que para el movimiento de algunos tipos de bacterias se utiliza un motor eléctrico formado por varias moléculas de proteínas. Es capaz de transformar la energía de la corriente eléctrica en forma del movimiento de protones en la rotación del flagelo.

El modelo alternativo síncrono funciona de tal manera que la parte móvil del dispositivo está equipada con imanes permanentes. Se fijan en la cortina. A través de elementos fijos, los imanes permanentes se ven influenciados por un campo magnético y realizan el movimiento de la varilla de forma alternativa.

Los motores eléctricos son unidades versátiles que pueden convertir la electricidad en energía mecánica. En la actualidad existen diversos tipos y clasificaciones de motores eléctricos utilizados en instalaciones domésticas e industriales. Dicho equipo puede diferir en su principio de funcionamiento, suministro de energía de corriente continua o alterna, potencia y finalidad.

Principio de funcionamiento y características de diseño.

El dispositivo del motor eléctrico es estándar, lo que simplifica significativamente el funcionamiento y reparación del equipo. El estator y el rotor, que son los elementos principales de la tecnología, están ubicados dentro de una ranura cilíndrica. Cuando se aplica voltaje al devanado fijo del estator, se excita un campo magnético que pone en movimiento el rotor y el eje del motor.

El movimiento constante del rotor se mantiene cambiando los devanados o creando un campo magnético giratorio en el estator. Si la primera forma de apoyar la rotación del eje es típica de las modificaciones de colectores de las unidades, entonces la formación de un campo magnético giratorio es inherente a los motores asíncronos trifásicos.

El cuerpo del motor eléctrico puede estar hecho de aleación de aluminio o hierro fundido. En cada caso concreto, la elección del material de la carrocería se realiza en función del ámbito de uso del equipo y sus parámetros de peso requeridos.

Todos los motores se fabrican con las mismas dimensiones de montaje, lo que simplifica enormemente su instalación y posterior funcionamiento.

Ámbito de uso

La finalidad del motor eléctrico es extremadamente amplia. Estas unidades se utilizan para amplificar la potencia de las señales eléctricas, son capaces de convertir corriente continua en corriente alterna y pueden usarse en varios tipos de máquinas eléctricas. Se acostumbra distinguir entre unidades destinadas a su uso en equipos industriales, ingeniería mecánica, en diversas máquinas elevadoras y equipos especiales. También son muy populares los motores eléctricos de baja potencia, que se utilizan con éxito en diversas herramientas domésticas y electrodomésticos de cocina.

Clasificación de equipos

Hoy en día existen varias clasificaciones de motores eléctricos, que se diferencian por diferentes criterios y características. Dependiendo de las características de la tecnología, se acostumbra clasificar:

En la modificación del tipo histéresis, la rotación del eje se basa en la inversión de la magnetización del rotor. Estos motores eran populares en el pasado, pero hoy en día su diseño está obsoleto, por lo que casi nunca se encuentran. Las más extendidas son las unidades magnetoeléctricas capaces de funcionar con CA o CC, así como los modelos de tipo universal que funcionan simultáneamente con CA y CC.

Instalaciones magnetoeléctricas

El uso de modificaciones magnetoeléctricas de motores DC permite obtener excelentes características dinámicas y operativas. Dependiendo de su diseño, tales El tipo de motor se divide en dos categorías principales:

• con imanes permanentes;
• con electroimanes.

En los últimos años, las modificaciones más populares se han vuelto con electroimanes, que tienen más potencia, tienen un funcionamiento económico y permiten cambiar rápidamente los parámetros del equipo.

Los motores con escobillas utilizan un conjunto de escobillas para conectar las partes giratorias y estacionarias del motor. Este tipo de unidades se pueden realizar con excitación independiente y el uso de imanes permanentes, pero también las hay de tipo autoexcitado con conexión mixta, en serie o en paralelo. Modificaciones de coleccionista difieren en indicadores de confiabilidad mediocres. Requieren un mantenimiento competente y oportuno.

Las unidades de válvulas sin escobillas tienen un sistema cerrado que funciona según el principio de dispositivos sincrónicos. Los motores eléctricos sin escobillas de alta calidad están equipados con un sensor de lectura de la posición del rotor y tienen un convertidor de coordenadas, según los datos con los que se opera el dispositivo.

Los tipos de motores de válvulas pueden tener diferentes tamaños y potencias. Estas unidades se utilizan en equipos industriales. También están equipados con herramientas inalámbricas, diversos juguetes y teléfonos móviles.

Los motores síncronos de CA incluyen modificaciones en las que el rotor gira sincrónicamente con el campo magnético generado. Una característica de estas unidades es su alta potencia, que puede alcanzar cientos de kilovatios. Los principales ámbitos de aplicación de los equipos síncronos son las potentes plantas industriales, los generadores eólicos y las centrales hidroeléctricas.

Se acostumbra distinguir entre varias modificaciones de motores eléctricos síncronos:

• pisar;
• reactivo;
• con imanes permanentes;
• histéresis reactiva;
• válvula reactiva;
• con devanados de excitación;
• híbrido sincrónico.

Para motores síncronos paso a paso con movimiento angular discreto del eje, la posición del rotor se fijará aplicando voltaje a los devanados del circuito. La transición a otra posición del eje se realiza quitando energía de algunos devanados y luego aplicando voltaje a otros devanados del transformador.

Además, se ha generalizado un motor de reluctancia de válvula, cuyo devanado está hecho de elementos semiconductores. Las unidades de chorro de válvula se caracterizan por una mayor potencia, mientras que pueden controlarse completamente electrónicamente, lo que permite mantener la velocidad mínima y alcanzar rápidamente la potencia máxima a la velocidad máxima. Las ventajas de los motores síncronos incluyen:

• velocidad de rotación estable;
• baja sensibilidad a caídas de voltaje en la red;
• posibilidad de uso como generador de energía;
• consumo mínimo de energía.

Sin embargo, los dispositivos síncronos todavía tienen desventajas. Estos incluyen dificultades de arranque, dificultades de mantenimiento y problemas de control de velocidad del eje. El objetivo principal de estos dispositivos es un potente equipo industrial, donde se valora el rendimiento de las unidades y su fiabilidad.

Modificaciones asincrónicas

Para motores asíncronos de CA, la velocidad del rotor diferirá del campo magnético. Estas unidades también se denominan inducción, que se explica por el principio de generar un campo magnético, que se produce debido al movimiento del estator. Las modificaciones asincrónicas son las más comunes., lo que se explica por la sencillez de su diseño, fiabilidad, durabilidad, así como por la capacidad de realizar tanto instalaciones industriales pesadas como pequeños motores eléctricos destinados a su uso en herramientas domésticas.

Dependiendo del tipo de corriente eléctrica con la que funcionan dichas unidades, normalmente se dividen en tres categorías:

• fase única;
• bifásico;
• tres fases.

Los más extendidos en la actualidad son los motores asíncronos monofásicos que pueden funcionar con una fuente de alimentación doméstica. Una característica de los motores monofásicos es la presencia en el estator de un solo devanado de trabajo y un rotor de jaula de ardilla. Se suministra una corriente alterna monofásica al devanado del estator, que acciona el rotor y el eje del motor. El rotor tiene un núcleo cilíndrico con celdas rellenas de aluminio y aspas de ventilación abiertas. Los motores monofásicos de jaula de ardilla se utilizan en pequeños electrodomésticos, bombas de agua y ventiladores de ambiente.

Los motores asíncronos bifásicos están diseñados para su uso en una red de CA monofásica. Su característica es la presencia en el estator de dos devanados de trabajo ubicados perpendiculares entre sí. Durante el funcionamiento de la unidad, se suministra corriente alterna directamente a un devanado y al segundo, a través de un condensador de cambio de fase adecuado. En la salida se forma un campo magnético giratorio, que simplifica el arranque del motor eléctrico y posteriormente mantiene altas velocidades estables.

Los motores trifásicos pueden tener rotor de fase y jaula de ardilla. Las unidades están equipadas con tres devanados de trabajo ubicados en el estator paralelos entre sí. Cuando el motor está conectado a una red trifásica, el campo magnético tiene un desplazamiento en el espacio con respecto al devanado de 120 grados. La presencia de un campo en cortocircuito facilita el inicio del dispositivo y, posteriormente, mantiene una velocidad estable. Las modificaciones de motores con rotor de fase se caracterizan por una mayor potencia y se utilizan principalmente en equipos industriales.

Las ventajas de los motores eléctricos asíncronos son su resistencia a sobretensiones y su versatilidad de uso. Gracias a la simplicidad del diseño, su mantenimiento posterior se simplifica enormemente y el equipo en sí es extremadamente confiable y no causa ningún problema durante el funcionamiento. Dependiendo de su modificación, las instalaciones pueden funcionar tanto desde una potente fuente de electricidad en red trifásica, como desde una red eléctrica doméstica, lo que permite su uso en diversos electrodomésticos y todo tipo de electrodomésticos.

Los motores eléctricos son los dispositivos más simples y extremadamente confiables que se utilizan ampliamente en la industria y en la vida cotidiana. Los tipos de motores eléctricos existentes actualmente le permiten elegir una unidad que cumpla plenamente con las características de su funcionamiento. Con la ayuda de estos motores, máquinas y equipos potentes se pueden poner en marcha bombas productivas. Ningún electrodoméstico puede prescindir de su uso.