Los motores eléctricos se pueden encontrar en muchas aplicaciones diferentes, desde artículos domésticos comunes hasta varios tipos de transporte e incluso aplicaciones aeroespaciales avanzadas. Aquí, compartimos una guía para proporcionarle una mejor comprensión de las opciones disponibles.
Motores eléctricos frente a generadores
Tanto los motores eléctricos como los generadores son dispositivos electromagnéticos con un devanado de inducido o rotor, que gira dentro de un devanado de campo o estator; sin embargo, tienen funciones opuestas. Los generadores convierten la energía mecánica en energía eléctrica, mientras que los motores convierten la energía eléctrica en energía mecánica.
Dos tipos de motores eléctricos
El bobinado de campo en motores eléctricos proporciona una corriente eléctrica para producir un campo magnético fijo, que el bobinado de la armadura utiliza para producir un par de giro en el eje del motor. Las distinciones entre los diferentes tipos de motores eléctricos se relacionan con sus requisitos únicos de operación, voltaje y aplicación. Hay al menos una docena de tipos diferentes de motores eléctricos, pero hay dos clasificaciones principales: corriente alterna (CA) o corriente continua (CC). La forma en que los devanados dentro de los motores de CA y CC interactúan entre sí para producir fuerza mecánica crea distinciones adicionales dentro de cada una de estas clasificaciones.
Motores de corriente continua
Motores cepillados
Los motores cepillados constan de cuatro componentes principales:
- Estator
- Rotor o armadura
- Cepillos
- Conmutador
Hay cuatro tipos principales de motores cepillados, que incluyen: Motores de la serie
- . El estator está en serie o idéntico al rotor, lo que hace que sus corrientes de campo sean idénticas. Características: utilizado en grúas y tornos, gran par de baja velocidad, par de alta velocidad limitado.
- Motores de derivación. La bobina de campo es paralela (derivación) con el rotor, lo que hace que la corriente del motor sea igual a la suma de las dos corrientes. Características: utilizado en aplicaciones industriales y automotrices, excelente control de velocidad, par alto/constante a bajas velocidades.
- Motores Compuestos acumulativos. Este tipo combina aspectos de los tipos de serie y de cierre, haciendo que la corriente del motor sea igual a la suma de las corrientes de campo de serie y de campo de derivación. Características: utilizado en aplicaciones industriales y automotrices, tiene beneficios combinados de motores de serie y de derivación.
- Motores PMDC (Imán permanente). El tipo más común de motor eléctrico cepillado, los motores PMDC utilizan imanes permanentes para producir el campo del estator. Características: utilizado en la producción comercial de juguetes y electrodomésticos, más barato de fabricar, buen par de torsión de gama baja, par de torsión de gama alta limitado.
Sin escobillas
Los motores de la categoría sin escobillas no tienen conmutador ni escobillas. En cambio, el rotor es un imán permanente y las bobinas están en el estator. En lugar de controlar los campos magnéticos en el rotor, los motores sin escobillas controlan los campos magnéticos del estator ajustando la magnitud y la dirección de la corriente en las bobinas. Una de las principales ventajas de los motores sin escobillas es su eficiencia, que permite un mayor control y producción de par en un conjunto más compacto.
Motores de CA
Los motores dentro de la clasificación de motores de CA son síncronos o asíncronos, distinguidos principalmente por la velocidad del rotor en relación con la velocidad del estator. La velocidad del rotor en relación con el estator es igual en un motor síncrono, pero la velocidad del rotor es menor que su velocidad síncrona en un motor asíncrono. Además, los motores síncronos tienen un deslizamiento cero y requieren una fuente de alimentación adicional, mientras que los motores asíncronos o de inducción tienen deslizamiento y no requieren una fuente de alimentación secundaria.
Motor síncrono
Un motor síncrono es una máquina doblemente excitada, lo que significa que incluye dos entradas eléctricas. En un motor síncrono trifásico común, una entrada, generalmente de CA trifásica, suministra el devanado del estator para producir flujo magnético giratorio trifásico. El suministro del rotor suele ser de CC, lo que excita o enciende el rotor. Una vez que el campo del rotor se bloquea con el campo del estator, el motor se vuelve síncrono.
Asíncrono (Inducción)
A diferencia de los motores síncronos, la inducción permite que los asíncronos se inicien suministrando energía al estator sin proporcionar un suministro al rotor. Los motores de inducción tienen un diseño de jaula de ardilla o de herida. Algunos ejemplos de motores de inducción asíncronos incluyen:
- Motores De Arranque Por Inducción Del Condensador. Este es un motor de bobinado monofásico con un rotor de jaula y dos devanados de estator, iniciados por un condensador. Su uso incluye compresores y bombas en refrigeradores y sistemas de corriente alterna con arranque y parada frecuentes.
- Motores de Inducción de Jaula de Ardilla. Un suministro trifásico crea un campo magnético en el devanado del estator en este motor, que incluye un rotor de jaula de ardilla hecho de laminaciones de acero altamente conductoras. Son motores de bajo costo, bajo mantenimiento y alta eficiencia utilizados en bombas centrífugas, accionamientos industriales, sopladores y ventiladores grandes, máquinas herramientas, tornos y otros equipos de torneado.
- Motores de Jaula de Ardilla Doble. Estos motores superan los problemas de par de arranque deficiente en los motores de jaula de ardilla. Su diseño equilibra la relación de reactancia a resistencia entre una jaula exterior e interior, aumentando el par de arranque y manteniendo la eficiencia general.
Identificación de motor eléctrico
Seleccionar el motor más adecuado para una aplicación específica depende de satisfacer las necesidades de cuatro características:
- Caballos de fuerza y Velocidad
- Bastidor del motor
- Requisitos de voltaje
- Armarios y Posiciones de montaje
Una placa de identificación metálica adjunta al motor contiene información crítica relacionada con estas características, a excepción de la información del armario.
Potencia del motor eléctrico & Clasificación de velocidad
Tanto la clasificación de potencia como la clasificación de velocidad de rotación (RPM) deben coincidir con los requisitos de carga para la aplicación instalada. Los motores vienen en diferentes categorías de potencia, incluyendo: motores fraccionados (1/20 HP a 1 HP), motores de potencia integral (1 HP a 400 HP) y motores grandes (100 HP a 50,000 HP). Las clasificaciones de RPM incluyen 3600 RPM (2 polos), 1800 RPM (4 polos) y 1200 RPM (6 polos).
Bastidor del motor eléctrico
El tamaño del bastidor del motor no indica sus valores de rendimiento, especialmente su potencia nominal. La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA, por sus siglas en inglés) diseñó números de bastidor para corresponder a tamaños de montaje con sus dígitos relacionados con su dimensión «D» o la distancia desde el centro del eje hasta la parte central inferior de la montura. En general, las etiquetas de dos dígitos son para motores fraccionados, pero se pueden construir motores de mayor potencia en ellos.
Requisitos de voltaje
El voltaje, la frecuencia y la fase son parte de los requisitos de voltaje. En la mayoría de los casos de América del Norte y Europa, los motores trifásicos incluyen pantallas de doble voltaje como 230/460. La frecuencia de funcionamiento estándar para la mayoría de los motores eléctricos es de 60 Hz, aunque los motores de 50 Hz son comunes en Europa. Esta variación en hercios indica que el motor funcionará a 5/6 de su velocidad normal de RPM. Fase es la información final incluida con los requisitos de voltaje de un motor, que indica el tipo de suministro requerido, como trifásico, monofásico y CC.
Cajas y posiciones de montaje
La información de la caja depende del entorno de instalación del motor. Hay dos categorías principales de carcasas: motores abiertos y motores cerrados.
Motores abiertos
Las aplicaciones para motores abiertos incluyen ubicaciones interiores relativamente limpias y secas, lo cual es importante ya que las carcasas de motores abiertos permiten la circulación de aire a través de los devanados.
Motores cerrados
Estos tipos no permiten el libre intercambio de aire entre el exterior y el interior del motor. Las variaciones en la hermeticidad de la carcasa y las características de refrigeración distinguen aún más los tipos de motores cerrados, incluidos:
- Refrigerado por ventilador Totalmente Cerrado (TEFC)
- No Ventilado Totalmente Cerrado (TENV)
- Aire Totalmente Cerrado (TEAO)
- Lavado totalmente Cerrado (TEWD)
- Recintos a prueba de explosiones (EXPL)
- Lugar peligroso (HAZ)
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