MOTORES ELECTRICOS

¿QUE ES UN MOTOR ELECTRICO?

Es un dispositivo que convierte energia electrica en energia mecanica por medio de las acciones de los campos magneticos generados en sus bobinas. Son maquinas electricas rotatorias compuestas por un estator y un rotor.

Algunos de los motores electricos son reversibles, ya que pueden convertir energia mecanica en energia electrica funcionando como generadores o dinamo. Los motores electricos de traccion usados en locomotoras o en automoviles hibridos realizan a menudo ambas tareas, si se diseñan adecuadamente.

son utilizados en infinidad de sectores tales como instalaciones industriales, comerciales, y particulares. Su uso esta generalizado en ventiladors, vibradores para telefonos moviles, bombas, medios de transporte electricos, electrodomesticos, esmeriles angulares y otras herramientas electicas, unidades de disco. Los motores elecricos pueden ser impulsados por fuentes de corriente continua (CC), y por fuentees de corriente alterna (AC)

HISTORIA

Werner Von Siemens patento en 1866 la dinamo. Con ello no solo contribuyo al inicio de los motores electricos, sino tambien introdujo el concepto de ingenieria electrica, creando planes de formacion profesional para los tecnicos de su empresa. La construccion de las primeras maquinas electricas fue lograda en parte, sobe la base de experiencia practica. A mediados de la dcada de 1880, gracias a la teoria desarrollada por Nicolas Tesla y al exito de Werner Von Siemens, la ingenieria electrica se introdujo como disciplina en las universidades.

Los primeros motores electricos tecnicamente utilizables fueron creados por el ingeniero Moritz Von Jacobi, quien los presento por primera vez al mundo en 1834

PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTOS 

El principio fundamental que describe cómo es que se origina una fuerza por la interacción de una carga eléctrica puntual q en campos eléctricos y magnéticos es la Ley de Lorentz:¹​

donde:

q : carga eléctrica puntual

 : Campo eléctrico

 : velocidad de la partícula

 : densidad de campo magnético

En el caso de un campo puramente eléctrico la expresión de la ecuación se reduce a:

La fuerza en este caso está determinada solamente por la carga q y por el campo eléctrico . Es la fuerza de Coulomb que actúa a lo largo del conductor originando el flujo eléctrico, por ejemplo en las bobinas del estátor de las máquinas de inducción o en el rotor de los motores de corriente continua.

En el caso de un campo puramente magnético:

La fuerza está determinada por la carga, la densidad del campo magnético  y la velocidad de la carga . Esta fuerza es perpendicular al campo magnético y a la dirección de la velocidad de la carga. Normalmente hay muchísimas cargas en movimiento por lo que conviene reescribir la expresión en términos de densidad de carga  y se obtiene entonces densidad de fuerza  (fuerza por unidad de volumen):

Al producto  se le conoce como densidad de corriente  (amperes por metro cuadrado):

Entonces la expresión resultante describe la fuerza producida por la interacción de la corriente con un campo magnético:

      

CARACTERISTICAS

• A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.

• Se pueden construir de cualquier tamaño y forma, siempre que el voltaje lo permita.

• Tiene un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.

• Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75 %, aumentando a medida que se incrementa la potencia de la máquina).

• Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generacion de energia electrica de la mayoría de las redes de suministro, sí se emiten contaminantes.

• En general no necesitan de refrigeración ni ventilación externa, están autoventilados.

• No necesita de cajas de cambio de más de 1 velocidad.

TIPOS DE MOTORES ELECTRICOS

Existen dos tipos de motores electricos:

Motores de corriente continua: se clasifican según la forma como estén conectados, en:

• Motor serie

• Motor compound

• Motor shunt

• Motor electrico sin escobillas

Motores de corriente alterna: Existen tres tipos, siendo el primero y el último los más utilizados:

• Motor universal, puede trabajar tanto en CA como en CC.

• Motor asincrono

• Motor sincrono

USOS DE MOTORES ELECTRICOS

Los motores eléctricos se utilizan en la gran mayoría de las máquinas modernas. Su reducido tamaño permite introducir motores potentes en máquinas de pequeño tamaño, por ejemplo taladros o batidoras. Su elevado par motor y alta eficiencia lo convierten en el motor ideal para la tracción de transportes pesados como trenes; así como la propulsión de barcos, submarinos y dúmperes de minería, a través del sistema Diesel-Electrico

Cambio de sentido de giro

Para efectuar el cambio de sentido de giro de los motores eléctricos de corriente alterna se siguen unos simples pasos tales como:

• Para motores monofásicos únicamente es necesario invertir las terminales del devanado de arranque, esto se puede realizar manualmente o con relés conmutadores

• Para motores trifásicos únicamente es necesario invertir dos de las conexiones de alimentación correspondientes a dos fases de acuerdo a la secuencia de trifases.

De corriente continua

Para motores de corriente continua es necesario invertir los contactos del par de arranque.

REGULACION DE VELOCIDAD

Síncronos trifásicos existen dos formas de poder variar la velocidad, una es variando la frecuencia mediante un equipo electrónico especial y la otra es variando la polaridad gracias al diseño del motor. Esto último es posible en los motores de devanado separado o los motores de conexión Hilandera,​ pero sólo es posible tener un cambio de polaridad limitado, por ejemplo, de dos y cuatro polos.