ESCUELA DE EDUCACIÓN TÉCNICA Nº 3 “DFS” ELECTROMECÁNICA

Mar del Plata

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, monofásicos 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 magnetoeléctrico) 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 movimiento deseado. Según la necesidad y las líneas de alimentación con que se dispone se encuentran motores monofásicos y/o trifásicos, 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 trabajo, 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 bobinas de arranque con respecto a las de trabajo

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Módulo 3 (Motores)

Hoja Nº 2

Conexionado de una llave inversora monofásica manual

N F

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.

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Hoja 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 corriente de arranque. El sistema consiste en arrancar el motor en la conexión “Estrella” hasta que llegue a su velocidad nominal, 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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Hoja 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 importar si está conectado en “Estrella” ó “Triángulo.

TRIÁNGULO: Sentido del giro

Sentido del giro

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Hoja 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, transformadores, 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 condiciones 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 impregnados 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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Hoja 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 según el trabajo a ejecutar y a sus condiciones de uso. Así por ejemplo podemos encontrar esmaltes soldables de especial interés 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. Ejemplo yugos deflectores de televisión. Los esmaltes resistentes a fluidos refrigerantes son utilizados en bobinados de unidades selladas (herméticas) de refrigeración 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 líquido, bombas de circulación de calderas, etc. Podemos nombrar, por último, los esmaltes oleorresinosos que se usan en bobinados no muy exigidos mecánicamente 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 esmaltadas, 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 indispensables para el desarrollo de los trabajos. La aislación de los bobinados entre sí y contra la carcasa metálica que los contienen 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 ofrecen 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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Hoja Nº 7

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

BARNICES AISLANTES:

Entendemos por barniz la disolución de una resina, sea natural o sintética en un disolvente adecuado a las características 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 conglomerante. 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, epoxídicos, etc.), y a las diversas condiciones de trabajo (estatores, motores, rotores de alta velocidad, atmósferas de alto porcentaje de humedad, etc.). La temperatura y forma de secado, así como la velocidad con que se produzca, es otro dato determinante de un barniz. Los barnices de secado al aire, para que puedan considerarse dentro de los límites de calidad debidos a la temperatura 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.