UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PANAMFACULTAD DE INGENIERA
ELCTRICA
CURSO: Conversin de Energa.Profesor: Ing. Edilberto Hall.Titulo:
Maquinas electromagnticas que revolucionaron el mundoEstudiantes:
Candiotti, JoanCed: 4-764-1127 Delgado, joshuaCed: 4-763-1467
Polanco, YulaikisCed: 4-764-69
Grupo: 1- EE141
Fecha de entrega: martes 22 de abril
2014
A2-4 Motor de movimiento paso a paso En primer lugar, un motor
paso a paso es un motor. Esto significa, que convierte la energa
elctrica en energa mecnica. La principal diferencia entre ellos y
todos los otros motores, es la forma en que giran. A diferencia de
otros motores, motores paso a paso no gira continuamente, en lugar
de ello, giran en etapas. Cada etapa es como un ciclo o una vuelta
y que se completa despus que el motor paso a paso se mueva todos
los grados con el cual fue programado. Estos en lugar de una
corriente alterna o una tensin continua, son accionados con pulsos.
Cada pulso se traduce en un grado de rotacin. Como todos los
motores, los motores paso a paso se compone de un estator una un
rotor. El rotor lleva un conjunto de imanes permanentes, y el
estator tiene las bobinas. El diseo muy bsico de un motor paso a
paso se muestra en la figA2-4.1:
fig.A2-4.1
Estos motores estn constituidos por bobinas excitadoras
enrolladas independientemente sobre su estator y distintos imanes
permanentes situados sobre un rotor. Si se hacen circular impulsos
de corriente por una o varias bobinas del estator se crea un campo
electromagntico en el rotor como podemos observar en la
fig.A2-4.2
fig.A2-4.2El rotor tiene su propio campo magntico, con su propia
orientacin pero al circular corriente por las bobinas del estator,
har que el rotor se oriente buscando la posicin de equilibrio
magntico dentro del campo del estator. De esta forma el rotor girar
sobre su eje a una nueva posicin, al alcanzar otra posicin el rotor
cambiara sus polos y buscara moverse para alcanzar el equilibrio y
as sucesivamente.Si se mantiene esta forma de actuar, se conseguir
un movimiento giratorio y continuo del rotor y se transformar la
energa elctrica en mecnica en forma de movimiento circular. Como se
puede apreciar en la Figura A2-4.2, si se van excitando las bobinas
del estator, se puede hacer girar al eje, en el instante deseado,
un ngulo determinado.
Torque vs velocidad figA2-4.3Torque es inversamente proporcional
a la velocidad. figA2-4.3
La corriente es proporcional al par. Torque significa corriente
torque , lo que conduce a daos en el motor. As Torque tiene que
limitarse a valor nominal del motor.
AplicacionesMotores paso a paso controlados por ordenador son un
tipo de sistema de posicionamiento de control de movimiento. Por lo
general son controladas digitalmente para su uso en aplicaciones de
retencin o de posicionamiento. En el campo de los lseres y sistemas
pticos se utilizan con frecuencia en equipos de posicionamiento de
precisin, tales como actuadores lineales, Etapas lineales, etapas
de rotacin, gonimetros y soportes de los espejos. Tambin se utiliza
en maquinaria de envasado, y la posicin de la vlvula piloto etapas
para sistemas de control de fluidos. Comercialmente, los motores
paso a paso se utilizan en las unidades de disquete, escneres
planos, impresoras, plotters, mquinas tragamonedas, escneres de
imgenes, unidades de discos compactos, iluminacin inteligente y
cmaras de vigilancia.
A2-5 Motor CD sin escobilla. En un motor de corriente continua
(figA2-5.1 izquierda) los cepillos se encargan de cambiar la
polaridad del electroimn que se encuentra dentro de la armadura
para as mantenerlo girando pero esta configuracin trae muchas
desventajas como: Las escobillas se desgastan. Debido a que los
cepillos estn rompiendo conexiones, producen chispas y ruidos
elctricos. Los cepillos limitan la velocidad mxima del motor. Tener
el electroimn en el centro del motor hace que sea ms difcil de
enfriar. El uso de cepillos pone un lmite en el nmero de polos que
el inducido puede tener.figA2-5.1
Con la llegada de los ordenadores baratos y transistores de
potencia, se hizo posible girar el motor adentro hacia afuera y
eliminar las escobillas. En un motor de corriente continua sin
escobillas pones los imanes permanentes en el rotor y mueve los
electroimanes en el estator. Luego utiliza un ordenador para cargar
los electroimanes haciendo que el eje gire. Este sistema cuenta con
todo tipo de ventajas: Debido a que una computadora controla el
motor en lugar de cepillos mecnicos, es ms preciso. El ordenador
tambin puede factorizar la velocidad del motor Esto hace que los
motores sin escobillas sean ms eficientes. No hay chispas y mucho
menos ruido elctrico. No hay cepillos que se desgasten. Con los
electroimanes en el estator, son muy fciles de enfriar. Usted puede
tener un montn de electroimanes en el estator para un control ms
preciso. La nica desventaja de un motor sin escobillas es su mayor
costo inicial, pero a menudo se puede recuperar ese costo a travs
de la mayor eficiencia durante la vida til del motor.En resumen el
funcionamiento de un motor sin escobilla (figA2-5.1) es el mismo
que uno de corriente continua con escobilla solo que en vez de las
escobillas controlar la polarizacin del electroimn; el brushless
controla esto por un ordenador.Para entender por qu un motor BLDC
es tan eficaz, es importante tener una buena comprensin de cmo
funciona. En realidad, hay dos tipos diferentes, con diferentes
ventajas y desventajas. Cualquier motor BLDC tiene dos partes
principales; el rotor, la parte giratoria, y el estator, la parte
estacionaria. Otras partes importantes del motor son los bobinados
del estator y los imanes del rotor. Hay dos diseos bsicos de motor
BLDC: rotor interior y diseo exterior del rotor; Mostrados en la
figA2-5.2
figA2-5.2En el diseo de rotor exterior, los devanados se
encuentran en el ncleo del motor. Los imanes del rotor rodean los
bobinados del estator como se muestra. Los imanes del rotor actan
como un aislante, reduciendo as la tasa de disipacin de calor desde
el motor. Debido a la ubicacin de los devanados del estator, el
diseo de rotor exterior funciona tpicamente en ciclos de trabajo ms
bajos o a una corriente nominal menor. La ventaja principal de un
motor BLDC de rotor exterior es que el par de reluctancia es
relativamente baja. En un diseo de rotor interior, los bobinados
del estator rodean el rotor y se fijan a la carcasa del motor, como
se muestra en la figA2-5.2. La principal ventaja de una construccin
de rotor interior es su capacidad para disipar el calor. La
capacidad de un motor para disipar el calor afecta directamente su
capacidad para producir par. Otra de las ventajas de un diseo de
rotor interior es la menor inercia del rotor.Aplicaciones.Los
motores sin escobillas cumplen muchas funciones originalmente
realizadas por motores de corriente continua cepillado, pero el
costo y la complejidad de control impide que los motores sin
escobillas sustituyan a los motores con cepillado por completo en
las reas de menor costo. Sin embargo, los motores sin escobillas
han llegado a dominar muchas aplicaciones particularmente
dispositivos tales como discos duros de ordenador y reproductores
de CD / DVD. Ventiladores pequeos en los equipos electrnicos son
alimentados exclusivamente por motores sin escobillas. Se pueden
encontrar en las herramientas elctricas inalmbricas, donde el
aumento de la eficiencia del motor da lugar a perodos ms largos de
uso antes de que la batera necesita ser cargada. Baja velocidad,
motores sin escobillas de baja potencia se utilizan en tornamesas
de transmisin directa de discos de gramfono.A2-6 Motor
UniversalFunciona tanto en AC como en DC. Encorriente continuaes un
motor serie normal con sus mismas caractersticas. Encorriente
alternase comporta de manera semejante a un motor serie decorriente
continua. Cada vez que se invierte el sentido de la corriente, lo
hace tanto en el inductor como en el inducido, con lo que el par
motor conserva su sentido.El motor elctrico universal basa su
funcionamiento en que el inductor y el inducido estn conectados en
serie. Al ser recorridos por una corriente, el bobinado inductor
forma el campo magntico y el inducido, al ser recorrido por la
corriente y sometido a la influencia del campo magntico inductor,
se desplaza, dando origen al giro del rotor. Si aumenta el campo
aumenta la fuerza, aumenta la velocidad. El campo magntico que
produce la bobina inducida, provoca una deformacin del flujo
inductor llamada reaccin del inducido. En Corriente alterna o en
corriente directa el sentido se mantiene por la accin de cada
alternancia en particular. En CA produce una fuerza contra
electromotriz por efecto transformador y por efecto generador. En
CD slo por efecto generador.Las partes principales de este motor
son: vea figA2-6.1 Bobinas conductoras: Se las conoce con el nombre
de inductor. Bobina inducido: Es el rotor bobinado y se le conoce
con el nombre de inducido o armadura. Escobillas: Son fabricadas de
carbn por ser un material suave y un coeficiente de temperatura
negativo. Resortes: Sirven para mantener las escobillas en su lugar
por medio de presin mecnica. Tapas o escudos: Sirven para sostener
el eje del motor y dar la escructura mecnica al motor.figA2-6.1
Los bobinados del estartor y del rotor estn conectados en serie
a travs de unas escobillas.El par de arranque se sita en 2 3 veces
el par normal. La velocidad cambia segn la carga.
El la figA2-6.2 mostraremos la caractersticas de rendimiento de
motores universales
figA2-6.2
AplicacionesSu alta velocidad los hace tiles para aplicaciones
tales como licuadoras, aspiradoras y secadores de pelo que es
deseable de alta velocidad y un peso ligero. Tambin se utilizan
comnmente en las herramientas elctricas porttiles, tales como
taladros, lijadoras, circulares y sierras de calar, donde las
caractersticas del motor funcionan bien. Muchas aspiradoras y
motores condensador de ajuste de malezas superen 10.000 RPM,
mientras que muchos Dremel y molinos en miniatura similares exceden
30.000 RPM.
A2-7 motor linealEn este diseo de motor elctrico, la fuerza es
producida por un campo magntico en movimiento lineal que acta sobre
los conductores en el campo (FigA2-7.1). Cualquier conductor, ya
sea un bucle, una bobina o simplemente una pieza de metal de la
placa, que se coloca en este campo tendr las corrientes de Foucault
inducida en ella creando as un campo magntico opuesto, de
conformidad con la ley de Lenz. Los dos campos opuestos se repelen
entre s, creando de este modo el movimiento como el campo magntico
barre a travs del metal.Principal de un motor elctrico lineal
consiste tpicamente en un ncleo magntico plana con ranuras
transversales El secundario es con frecuencia una lmina de
aluminio, a menudo con una placa de soporte de hierro. Algunos
motores lineales son de doble cara, con una primaria cada lado de
la secundaria, y en este caso no se necesita ningn soporte de
hierro.Existen dos tipos de motor lineal, primaria corto, donde las
bobinas se truncan ms corta que la secundaria, y una breve
secundaria en la placa conductora es menor. Las primarias de
motores lineales flujo transversal tienen una serie de dos polos se
extiende transversalmente de lado a lado, con las direcciones
sinuosas opuestos.
figA2-7.1
AplicacionesUno de los principales usos de los motores lineales
es para propulsar la lanzadera en telares.Los motores lineales se
han utilizado para puertas y varios actuadores similares
deslizante.Los motores lineales se utilizan a veces para crear un
movimiento giratorio, por ejemplo, se han utilizado en los
observatorios para trabajar con el gran radio de curvatura.Un motor
lineal se ha utilizado para la aceleracin de los coches para las
pruebas de choque.Casi todas las aplicaciones estn en el transito
rpido como trenes o subterrneos y en atracciones de feria para
impulsar carros mecnicos.
Tabla de Contenido
IntroduccinA1. El Transformador de Potencia y Sistemas
Auxiliares 1. Describa las partes de un transformador de
potencia..2. Describa los diferentes tipos de protecciones de los
transformadores de potencia3. Describa los diferentes tipos de
sistemas de enfriamiento para transformadores de potencia..4.
Describa los transformadores de instrumento.a. Transformadores de
Potencial (PTs).b. Transformadores de Corriente (CTs).5. Describa
los sistemas de puesta a tierra para transformadores de potencia6.
Describa los diferentes tipos de Pararrallos (Surge Arresters)
A2. El Motor de Induccin Monofsico y Motores Especiales.Tipos de
motores:1. Motor monofsico de induccina. Devanados de fase
partida.b. Devanados tipo capacitor..c. Polos de estator
sombreados..2. Motor de reluctancia..3. Motor de histresis.4. Motor
de movimiento paso a paso (Stepper Motor)..5. Motor CD sin
escobillas (Brushless DC Motor).6. Motor universal7. Motor
lineal..Conclusiones.Bibliografa.
Conclusiones.
Los transformadores son dispositivos electromecnicos que
funcionan a partir de una tensin de entrada (tambin conocido como
primario) en la cual a su salida o secundario podemos obtener una
tensin mayor o menor que la de su entrada segn las necesidades.
Entre las partes ms destacadas o importantes que podemos mencionar
en un transformador son el siguiente ncleo magntico o armazn,
enrollamiento o devanados, boquillas terminales, tanque o cubierta,
medio refrigerante, serpentines y aparatos de refrigeracin,
indicadores, conmutadores y auxiliares, herrajes.Las protecciones
de los transformadores de potencia nos garantizan la integridad,
calidad y el buen funcionamiento de los mismos. Entre sus elementos
de proteccin podemos decir que el interruptor de potencia su
principal funcin es de conectar y desconectar los circuitos bajo
condiciones de fallas para impedir el dao de los mismos, de los
rels de proteccin su funcin es la de monitorear el comportamiento
del transformador, el mismo funciona bajo ciertas condicione ya
establecidas y cuando sucede alguna falla enva una orden para abrir
el circuito y evitar daos mayores.De los sistemas de refrigeracin
podemos decir que como todas las maquinas elctricas liberan energa
trmica necesitamos un sistema de refrigeracin adecuado para que el
mismo funcione. Los transformadores por lo general su enfriador est
compuesto de aire y aceite, el aceite es uno de los mejores medios
de refrigeracin y aparte de esta condicin tambin es un excelente
dielctrico. Los transformadores son instrumentos muy importantes
que nos permiten obtener de una manera ms segura elevadas tensiones
que se transportan o se transmiten en un valor muy inferior al
valor nominal y as evitar mayores prdidas. Entre estos
transformadores podemos mencionar los de potencial y los de
corriente.La proteccin adecuada de los transformadores es sumamente
de gran importancia como lo son la adecuada puesta a tierra y los
pararrayos de los transformadores, ya que sin estas en cualquier
falla presentada o descarga elctrica el transformador sufrira
graves daos lo cual traera para las empresas grandes prdidas de
dinero. Podemos mencionar que existen distintos pararrayos de
transformadores que va a variar segn su tensin.Los motores son de
gran importancia en nuestro mundo ya que con ellos podemos
convertir energa elctrica en energa mecnica de una forma muy fcil.
Los podemos encontrar desde pequeas rasuradoras, abanicos,
licuadoras hasta grandes motores usados para mover elevadores,
trenes, barcos. Desde su invencin casi no han sufrido cambios en su
estructura y con esto podemos comprender la eficiencia y las
ventajas que tienen estas mquinas para nuestro mundo; tanto que sin
ellas este mundo se parara ya que no tendramos electricidad, porque
se puede decir que el generador es como un motor con funcin inversa
ya que este transforma energa mecnica en elctrica.Como se pudo ver
existen muchos tipos de motores y cada uno de ellos se emplea para
diferentes trabajos dependiendo de lo que se quiera lograr;
encontramos desde motores de precisin hasta motores de grandes
potencias, en fin, los motores en general son una parte importante
en nuestras vidas porque ellos son la pieza fundamental en todo
artefacto o sistema que el hombre ha creado para mejorar nuestra
calidad de vida.
