MOTORES ELECTRICOS
OBJETIVO GENERAL
Estudiar teóricamente las aplicaciones que tienen los principales motores eléctricos y algunas fallas que en ellos se presentan.
PRINCIPIOS BASICOS
En este informe se ha querido llevar a las personas por las sendas de los conceptos acerca de los diferentes tipos de motores, sus diferencias y sus usos originales. Nos recuerda las propiedades de cada uno y precisa la clase de servicio que pueden ofrecernos. Para finalizar clasificando los tipos de averías que pueden presentar y la forma como debemos identificarlas.
El motor mismo es el fundamento de toda industria y sus principios básicos nos acercan al origen de todo movimiento, fuerza y velocidad.
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se los equipa con frenos regenerativos.
Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y de particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías.
APLICACIONES INDUSTRIALES DE LOS MOTORES
El motor de inducción, es preferible al motor de corriente continua para trabajo con velocidad constante, porque el costo inicial es menor y la ausencia de conmutador reduce el mantenimiento. También hay menos peligro de incendio en muchas industrias, como aserraderos, molinos de granos, fabricas textiles y fabricas de pólvoras. El uso del motor de inducción en lugares como fabricas de cementos es ventajoso, pues, debido al polvo fino, es difícil el mantenimiento de los motores de corriente continua.
Para trabajo de velocidad variable, como es grúas, malacates, elevadores y para velocidades ajustables, las características del motor de corriente continua son superiores a las del motor de inducción. Incluso en este caso, puede convenir y ser deseable utilizar motores de inducción ya que sus características menos deseables quedan más que compensadas por su sencillez y por el hecho de que la corriente alterna es más accesible y para obtener corriente continua, suelen ser necesarios los convertidores. Cuando haya que alimentar alumbrados y motores con el mismo sistema de corriente alterna, se utiliza el sistema trifásico, de cuatro conductores de 208/120 V. Esto permite tener 208 V trifásico para los motores y 120 V de fase a neutro para las lámparas.
La velocidad a plena carga, el aumento de temperatura, la eficiencia y el factor de potencia, así como el aumento máximo de torsión y la torsión al arranque, han sido desde hace mucho tiempo los parámetros de interés en la aplicación y compra de motores. Otras consideraciones es el factor de servicio. El factor de servicio de un motor de corriente alterna es un multiplicador aplicable a la potencia nominal en caballos.
Se requieren alojamientos, conexiones, sellos, sistemas de ventilación, diseño electromagnético, etc., especiales cuando el motor va a funcionar en condiciones inusitadas de servicio, como la exposición a:
· Polvos combustibles, explosivos, abrasivos o conductores.
· Condiciones de pelusa o mugre excesivas, en donde la acumulación de mugre y polvo podría entorpecer la ventilación.
· Vapores químicos o vapores y gases inflamables o explosivos.
· Radiación nuclear.
· Vapor, aire cargado de sal o vapores de aceite.
· Lugares húmedos o muy secos, calor radiante, infestación de plagas o atmósferas que favorezca el crecimiento de hongos.
· Choques, vibraciones o carga mecánica externa, anormales.
· Empuje axial o fuerzas laterales anormales sobre el eje del motor.
· Desviación excesiva de la intensidad de voltaje.
· Factores de desviación del voltaje de línea que excedan de 10 %.
· Desequilibrio mayor que el 1 % en el voltaje de línea.
· Situaciones en donde se requiere bajo nivel de ruido.
· Velocidades mayores que la velocidad máxima especificada.
· Funcionamiento en un cuarto mal ventilado, en fosas o con el motor inclinado.
· Cargas torsionales de impacto, sobrecarga anormal repetida, funcionamiento en reserva o frenado eléctrico.
· Funcionamiento con la máquina impulsada parada con cualquier devanado excitado en forma constante.
· Operación con ruido muy bajo transportado por la estructura o en aire.
COMO ESCOGER UN MOTOR
Como hemos visto, no todos los motores pueden ser utilizados para toda clase de trabajo y cada actividad requiere un tipo de motor. Para elegir un motor hay que tener en cuenta:
· La carga de trabajo (Potencia).
· La clase de servicio.
· El ciclo de trabajo.
· Los procesos de arranque, frenado e inversión.
· La regulación de velocidad.
· Las condiciones de la red de alimentación.
· La temperatura ambiente.
Idea General
· En las máquinas se distinguen generalmente el apoyo, la potencia y la resistencia. La condición esencial de equilibrio en toda máquina es que el trabajo motor sea igual al trabajo resistente (útil o perdido). Momento de una fuerza con respecto a un punto es el producto de la intensidad de la fuerza por su distancia en ese punto. Se entiende por rendimiento la relación que hay entre trabajo útil y el trabajo motor.
Máquinas
· Las máquinas son aparatos que nos sirven para aplicar más ventajosamente las fuerzas. Las máquinas no crean trabajo: solamente lo transmiten. Pero eso sí, de tal forma, que este trabajo resulta mucho más provechoso, o más sencillo
Equilibrio
· Cuando la máquina realiza un trabajo se produce un trabajo motor (potencia x espacio que recorre) y un trabajo resistente (potencia x espacio por espacio recorrido). La condición ideal de equilibrio es cuando Trabajo motor es igual al Trabajo resistente.
Momento de una fuerza
· Se llama momento de una fuerza respecto a un punto dado, al producto de la intensidad de la fuerza por la distancia a dicho punto:
Rendimiento: trabajo útil y perdido
· Trabajo útil es el que se trata de aprovechar y Trabajo resistente es el que se desperdicia por rozamientos o inercia de las máquinas.
· En toda máquina el trabajo motor ha de ser mayor que el perdido que se trata de vencer.
· Como el trabajo útil es menor que el motor, el rendimiento siempre es inferior a la unidad y tanto más grande cuanto más se aproxime a ella.
FALLAS DE LOS MOTORES ELECTRICOS
Servicio de corta duración
El motor alcanza el calentamiento límite durante el tiempo de funcionamiento prescrito (10-30-60 minutos), la pausa tras el tiempo de funcionamiento debe ser lo suficientemente larga para que el motor pueda enfriarse.
Servicio intermitente
Se caracteriza por periodos alternos de pausa y trabajo.
Protección contra averías
Si se daña un motor, deben tomarse en cuentas los siguientes factores:
· Clase de máquina accionada.
· Potencia efectiva que debe desarrollar, HP.
· Velocidad de la máquina movida, RPM.
· Clase de transmisión (Acoplamiento elástico o rígido), sobre bancada común o separada, correa plana o trapezoidal, engranajes, tornillos sin fin, etc.
· Tensión entre fase de la red.
· Frecuencia de la red y velocidad del motor.
· Rotor anillos rasantes o jaula de ardilla.
· Clase de arranques, directo, estrella triángulo, resistencias estatóricas, resistencias retóricas, auto transformador, etc.
· Forma constructiva.
· Protección mecánica.
· Regulación de velocidad.
· Tiempo de duración a velocidad mínima.
· Par resistente de la máquina accionada (MKG).
· Sentido de giro de la máquina accionada mirando desde el lado de acoplamiento derecha, izquierda o reversible.
· Frecuencia de arranque en intervalos menores de dos horas.
· Temperatura ambiente si sobrepasa los 40 °C.
· Indicar si el motor estará instalado en áreas peligrosas: Gas, Humedad, etc.
El motor funciona en forma irregular
· Avería en los rodamientos.
· La caja del motor está sometida a tensiones mecánicas.
· Acoplamiento mal equilibrado.
No arranca
· Tensión muy baja.
· Contacto del arrollamiento con la masa.
· Rodamiento totalmente dañado.
· Defecto en los dispositivos de arranques.
Arranca a golpes
· Espiras en contacto.
Motor trifásico arranca con dificultad y disminución de velocidad al ser cargado
· Tensión demasiado baja.
· Caída de tensión en la línea de alimentación.
· Estator mal conectado, cuando el arranque es estrella triángulo.
· Contacto entre espiras del estator.
Trifásico produce zumbido internamente y fluctuaciones de corriente en el estator
· Interrupción en el inducido.
Trifásico no arranca o lo hace con dificultad en la conexión estrella
· Demasiada carga.
· Tensión de la red.
· Dañado el dispositivo de arranque estrella.
Trifásico se calienta rápidamente
· Cortocircuito entre fases.
· Contacto entre muchas espiras.
· Contacto entre arrollamiento y masa.
Estator se calienta y aumenta la corriente
· Estator mal conectado.
· Cortocircuito entre fases.
· Contacto entre arrollamientos y masa.
Se calienta excesivamente pero en proceso lento
· Exceso de carga.
· Frecuencia de conexión y desconexión muy rápida.· Tensión demasiado elevada.
· Tensión demasiado baja.
· Falla una fase.
· Interrupción en el devanado.
· Conexión equivocada.
· Contacto entre espiras.
· Cortocircuito entre fases.
· Poca ventilación
· Inducido roza el estator.
· Cuerpos extraños en el entrehierro.
· La marcha no corresponde al régimen señalado por la placa.
CONCLUSION
· Los motores eléctricos son de suma importancia en la actualidad, debido a las diferentes aplicaciones industriales a los que son sometidos, es por ellos, que se deben tomar en cuenta todas las fallas que se presentan para el correcto funcionamiento de los mismos.
· Un motor cuando comienza a sobre trabajar, es decir, que trabaja por encima de sus valores nominales, va disminuyendo su periodo de vida; esto nos lleva a concluir que si no se realiza un buen plan de mantenimiento el motor no durará mucho. Un plan de mantenimiento debe realizarse tomando en cuentas las fallas que están ocurriendo en los motores.
· El resultado de este informe es presentar las aplicaciones de los motores eléctricos y las fallas que en ellos existen, pero debemos tener en cuenta que son conceptos que están íntimamente relacionados; Si no se conocen las fallas que se presentan en los motores eléctricos no se puede aplicar ningún plan de mantenimiento, lo que implica el mal funcionamientos de los mismo y no tendrían ninguna aplicación útil.
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