ESCUELA DE EDUCACIÓN TÉCNICA Nº 3 “DFS” Mar del Plata

ELECTROMECÁNICA 4er Año área Electricidad

TTP MÁQUINAS ELECTRICAS Y AUTOMATISMOS. Módulo 3 (Motores)

Hoja

Nº

1

MOTORES ELÉCTRICOS DE INDUCCIÓN

En esta unidad se desarrollará puntualmente las partes constitutivas de los motores eléctricos de inducción, mono-

fásicos y trifásicos.

En un despiece a simple vista, se puede distinguir dos partes fundamentales: el núcleo de hierro (estator y rotor) y

las bobinas (estator y rotor).

Las bobinas alojadas en el estator (parte fija) corresponderán a la parte inductora (generadora del campo magneto-

eléctrico) que tomará energía de la línea alimentadora. En el rotor (parte móvil) se distinguen también bobinas de una sola

espira en aluminio o cobre, solidarias al núcleo de hierro (rotor en cortocircuito o jaula de ardilla).

Este conjunto (rotor), mecánicamente dispuesto para girar, reaccionará con el campo inductor produciendo el mo-

vimiento deseado.

Según la necesidad y las líneas de alimentación con que se dispone se encuentran motores monofásicos y/o trifási-

cos, cuyos detalles se ampliarán a continuación.

Motores Monofásicos:

Los motores monofásicos están constituidos por dos arrollamientos: uno de arranque y otro de trabajo. Los cuales

van conectados en paralelo entre sí y éstos a su vez a la línea. La bobina de arranque va conectada en serie con un capacitor

y un interruptor de accionamiento

centrífugo (disyuntor y plaqueta)

que sirve para desconectarlo una

vez que se puso en funcionamiento

el motor.

Para el caso de pequeños

motores, en cuyo arranque no

existe carga mecánica importante

sobre su eje, (extractores de aire,

ventiladores) el bobinado de

arranque será de funcionamiento

permanente igual que el de traba-

jo, por lo tanto no tendrá plaqueta

disyuntora, quedando conectado

en serie con éste, solamente el

capacitor.

Para invertir el sentido de

giro, en este tipo de motores se

invierten los extremos de las bobi-

nas de arranque con respecto a las

de trabajo

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Nº

2

Conexionado de una llave inversora monofásica manual

Motores Trifásicos:

Los motores trifásicos tienen distribuidas sus bobinas en tres grupos, con sus terminales que se ubican en la bornera

del motor de acuerdo a la disposición que vemos en la figura. En donde cada uno de estos terminales están identificados con

las letras “U V W” y “X Y Z” que son respectivamente las entradas y salidas de bobinas. Esta disposición tiene por objeto

permitir la conexión “Estrella o Triángulo” mediante puentes de bronce, provistos por el fabricante.

N F

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Nº

3

Conexión Estrella:

Conexión Triángulo:

Llave “Estrella — Triángulo”:

Este tipo de llave se utiliza para arrancar motores de más de 5 HP de potencia, debido a que poseen una elevada co-

rriente de arranque. El sistema consiste en arrancar el motor en la conexión “Estrella” hasta que llegue a su velocidad nomi-

nal, en este momento se pasa a la disposición “Triángulo” , que es el conexionado de funcionamiento del motor.

Ante la presencia de una llave sin identificación en sus bornes se debe levantar el circuito para poder conectarla al

motor.

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Nº

4

Inversión del sentido de giro:

Para lograr invertir el sentido de giro de un motor trifásico se deben permutar dos cualesquiera de las fases. Sin im-

portar si está conectado en “Estrella” ó “Triángulo.

TRIÁNGULO:

Sentido del giro Sentido del giro

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Nº

5

ESTRELLA:

Sentido del giro Sentido del giro

MATERIALES PARA BOBINADO

Para la ejecución de los distintos bobinados de máquinas eléctricas (motores, generadores, alternadores, transfor-

madores, solenoides, etc.) se utilizan diversos tipos de materiales Aislantes y Conductores.

AISLANTES:

Los materiales aislantes se clasifican bajo límites de temperatura que darán una vida aceptable en condiciones de

empleo generalmente encontradas en la industria. Sin embargo, la duración de la vida real en servicio depende de las condi-

ciones particulares de empleo, que pueden variar mucho con las condiciones exteriores, los ciclos de servicio y el tipo de

aparato. Los aislantes se agrupan en las siguientes clases térmicas según la temperatura máxima admisible sin perder sus

cualidades técnicas deseables:

1) -CLASE O o Y. - Los que soportan temperaturas máximas de 90° C. Pueden citarse algodón, seda, papeles no impregnados,

madera, polietileno, poliestireno, cloruro de poIivinilo, etc.

2) -CLASE A.- Son los que resisten hasta 105° C, pudiendo ser algodón, seda, papeles y madera convenientemente impreg-

nados de un aislante líquido (barniz aislante).

3) -CLASE E.- La temperatura máxima que pueden soportar es de 120° C. Los más representativos de esta clase térmica son

los esmaltes a base de resinas, las telas barnizadas, y los tejidos de fibra de vidrio y amiantos impregnados.

4) -CLASE B.- Pertenecen a este grupo los que soportan temperaturas máximas de 130° C. Los tejidos de vidrio, amianto y

mica con conglomerantes adecuados como la laca son características de esta clase.

5). -CLASE F. - Pueden resistir hasta 155° C. Con materiales de este grupo se construyen la casi totalidad de los aisladores

rígidos. La mica, la porcelana y materiales cerámicos en general. .

6) –CLASE H.- Límite máximo 180°C. Materiales tales como elastómeros de siliconas o de asociaciones de materiales como la

mica, fibra de vidrio, amianto, etc. con conglomerantes adecuados como resinas de siliconas apropiadas.

7) —CLASE C. - En esta clase, un material o asociación de materiales determinados, tendrá un límite de temperatura que

dependerá de sus propiedades físicas, químicas o eléctricas. En general pueden soportar más de 180° C, el cuarzo, vidrio,

etc. con o sin encolantes inorgánicos.

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Nº

6

CONDUCTORES:

Los conductores que se utilizan para los bobinados de máquinas eléctricas en general están fabricados en alambres

redondos y planchuelas de diferentes diámetros y medidas.

Los alambres pueden ser de aluminio o cobre de alta pureza, protegido por una película aislante de algodón, seda,

fibra de vidrio, papel, esmaltes oleorresinesos, sintéticos, alquídicos, poliéster,etc. Que les confieren excelentes propiedades

físicas, químicas, mecánicas y eléctricas. De acuerdo a la naturaleza de la película que los recubre adquieren propiedades

especiales y permite hacer una clasificación general de acuerdo a la Clase térmica a la cual pertenecen y, en lo especial se-

gún el trabajo a ejecutar y a sus condiciones de uso. Así por ejemplo podemos encontrar esmaltes soldables de especial inte-

rés en la fabricación de bobinas con alambres capilares o muy finos, donde la eliminación de la película de esmalte se hace

difícil por raspado o quemado de la misma. Corno aplicación podernos nombrar instrumentos de medición, bobinas de radio

frecuencia, relais, bobinas de ignición, etc.

Encontramos también esmaltes termocementables que tienen la propiedad de cementar o endurecer por la acción

del calor, manteniendo las propiedades mecánicas y eléctricas de la capa base sin que sea afectada por este proceso. Ejem-

plo yugos deflectores de televisión.

Los esmaltes resistentes a fluidos refrigerantes son utilizados en bobinados de unidades selladas (herméticas) de re-

frigeración que trabajan en presencia de los fluidos refrigerantes R-12 o R-22.

Los esmaltes a base de resina epoxidicas se utilizan en bobinados expuestos a rigurosas condiciones de trabajo en

atmósferas con elevado porcentaje de humedad. Ejemplo: bombas elevadoras de agua que trabajan sumergidas en el líqui-

do, bombas de circulación de calderas, etc.

Podemos nombrar, por último, los esmaltes oleorresinosos que se usan en bobinados no muy exigidos mecánica-

mente por ejemplo radiofrecuencia o pequeños bobinados y los esmaltes sintéticos a base de polivinilo que pueden tener

simple, doble y triple película. Es el más utilizado para recubrir alambres de los bobinados de la mayoría de las máquinas

eléctricas, debido a sus excelentes características mecánicas, químicas y eléctricas, y a su gran adherencia al cobre, película

que debe ser eliminada por medios mecánicos (raspado) o químicos antes de realizar la soldadura.

Referentes a las planchuelas pueden ser de aluminio o de cobre electrolítico forma rectangular o cuadrada. Las de

aluminio pueden ser desnudas o recubiertas con hilos de algodón (1 o 2 capas), las de cobre pueden ser desnudas o esmal-

tadas, forradas fibra de vidrio, algodón o papel.

La aplicación de las planchuelas en los bobinados está referida a motores y generadores de considerable potencia,

transformadores refrigerados en baño de aceite, máquinas de soldar, etc.

Quedaría por mencionar que dentro del tema materiales para bobinado existen elementos auxiliares que son indis-

pensables para el desarrollo de los trabajos. La aislación de los bobinados entre sí y contra la carcasa metálica que los con-

tienen se debe realizar con los siguientes elementos:

-Papel presspahn: que es un cartón satinado muy resistente de color bistre (madera natural) muy higrométrico y poseedor

de buenas cualidades dieléctricas. Se fabrica en hojas de 1/10 a 5 mm. de espesor.

-Milard: es una película de acetato de bajo valor higroscópico y por consiguiente de una alta rigidez dieléctrica. No es apto

para bobinados que sobrepasen los 105° C de temperatura de trabajo (clase térmica A). Se fabrica en rollos partir de 1/10

mm. de espesor.

-Pressmil: es un cartón presspahn con una fina película de rnilard adherida en una de sus caras. Ambas combinaciones ofre-

cen una gran ventaja pues se pueden reducir los espesores de aislación permitiendo trabajar mejor el aquellas máquinas

eléctricas cuyas ranuras se encuentran muy llenas.

-Fibra: constituida por fibras de madera molida aglomerada con caucho y comprimida a fuerte presión. Se obtienen cilindros

o placas de diferentes espesores, a menudo teñidos de rojo.

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Nº

7

-Vidrio textil: compuesto de fibras de vidrio especial lo suficientemente finas para ser tratadas por los procedimientos habi-

tuales de la hilatura. Su resistencia de aislamiento es más elevada que la de los textiles naturales y su rigidez dieléctrica es

comparable a la de los mejores aislantes, especialmente apta para elevadas temperaturas.

-Amianto: es un silicato de magnesio de textura fibrosa. Se utiliza sobre todo para aislar los conductores que deben trabajar

a elevadas temperaturas. Es muy higroscópico y tiene poca resistencia mecánica.

-Mica: es un mineral a base de sílice que se encuentra bajo forma de laminillas delgadas y flexibles. Aglomerada con goma

laca se obtiene la micanita, fácilmente moldeable y que constituye los conos aislantes de los colectores.

-Cinta hilera e hilo de algodón: son de algodón de diferentes anchos y espesores. Se utilizan para sujetar y aislar bobinados.

Para éste último caso se los debe emplear asociados con un buen barniz aislante debido a su facilidad para absorber la hu-

medad.

BARNICES AISLANTES:

Entendemos por barniz la disolución de una resina, sea natural o sintética en un disolvente adecuado a las caracte-

rísticas que se desee conferir. Un material aislante se lo considera convenientemente impregnado cuando una materia, tal

como el barniz aislante, penetra en los intersticios entre alambres, fibras, películas, etc., con un grado suficiente para ligar

entre sí a los componentes del aislamiento y formar una capa superficial que evite la penetración de humedad, suciedad y

otros agentes exteriores. Las dos cualidades fundamentales de los barnices son su poder dieléctrico y su poder conglome-

rante. Se debe tener en cuenta que debido a la diversidad de esmalte en alambres para bobinados existen también diversos

tipos de barnices aislantes de acuerdo a las clases térmicas, a los distintos tipos de esmaltes (oleorresinosos, sintéticos, epo-

xídicos, etc.), y a las diversas condiciones de trabajo (estatores, motores, rotores de alta velocidad, atmósferas de alto por-

centaje de humedad, etc.). La temperatura y forma de secado, así como la velocidad con que se produzca, es otro dato de-

terminante de un barniz.

Los barnices de secado al aire, para que puedan considerarse dentro de los límites de calidad debidos a la tempera-

tura y velocidad de secado, deben hacerlo entre 15 y 25º C, considerando una humedad ambiental no superior al 65%. En

ésta condiciones el tiempo máximo de secado será de 2 horas para barnices sintéticos y en caso de barnices grasos puede

alcanzar un máximo de 16 horas.

Para barnices secados al horno, la temperatura de secado deberá oscilar entre 110º C y 120º C a la cual debe llegarse

en una forma progresiva y no superior a las 10 horas.