Motores De Corriente Alterna.docx

Motores de corriente alterna Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con este tipo de alimentación eléctrica (ver "corriente alterna"). Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de FEM (fuerza eléctrica motriz). Las dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador. Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una FEM. La máquina más simple de los motores y generadores es el alternador. Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con este tipo de alimentación eléctrica (ver "corriente alterna"). Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par. Un motor eléctrico convierte la energía eléctrica en fuerzas de giro por medio de la acción mutua de los campos magnéticos. Un generador eléctrico, por otra parte, transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y se le puede llamar una máquina generatriz de FEM (fuerza eléctrica motriz). Las dos formas básicas son el generador de corriente continua y el generador de corriente alterna, este último más correctamente llamado alternador. Todos los generadores necesitan una máquina motriz (motor) de algún tipo para producir la fuerza de rotación, por medio de la cual un conductor puede cortar las líneas de fuerza magnéticas y producir una FEM. La máquina más simple de los motores y generadores es el alternador.

Motores de corriente directa Los motores de Corriente Directa o motor DC (correspondiente a las iniciales en inglés “direct current”) es también conocidos como motor de Corriente Continua o motor CC, son muy utilizados en diseños de ingeniería debido a las características torque-velocidad que poseen con diferentes configuraciones eléctricas o mecánicas. Una gran ventaja de los motores de CD se debe a que es posible controlarlos con suavidad y en la mayoría de los casos son reversibles, responden rápidamente gracias a que cuentan con una gran razón de torque a la inercia del rotor. Otra ventaja es la implementación del frenado dinámico, donde la energía generada por el motor se alimenta a un resistor disipador, y el frenado regenerativo donde la energía generada por el motor retroalimenta al suministro de potencia CD, esto es muy utilizado en aplicaciones donde se deseen frenados rápidos y de gran eficiencia.

Clasificación de los Motores de CD Los motores de corriente directa se pueden clasificar de acuerdo con la forma en que crean los campos magnéticos del estator.    

Imán permanente Devanado shunt Devanado serie Devanado compuesto

Curva Torque - Velocidad La siguiente gráfica es una representación de los torques que un motor puede proporcionar a diferentes velocidades a los voltajes nominales. Para un dado torque proporcionado por el motor, se puede utilizar la curva corrientetorque para determinar la corriente requerida cuando se le aplica el voltaje nominal al motor. Como regla general, los motores generan grandes torques a baja velocidad, y grandes torques implican una demanda mayor de corriente por parte del motor. El torque de arranque o torque crítico (Ts): Es el torque máximo que puede proporcionar un motor a velocidad cero, asociado con el arranque o sobrecarga del motor. La velocidad de no carga Wmáx: Es la máxima velocidad sostenida que puede lograr el motor. Esta velocidad sólo se puede lograr cuando no se aplica carga o torque al motor.

Analogías entre los circuitos eléctricos y magnéticos Electricidad

Magnetismo

Fuerza electromotriz

Fuerza magnetomotriz

Intensidad

Flujo magnético

Resistencia eléctrica

Reluctancia magnética

Ley de Ohm

Ley de Hopkinson

Pero también se debe tomar en cuenta que existen diferencias:  

Un circuito eléctrico tiene las cargas que se mueven a lo largo del circuito, en cambio, en los circuitos magnéticos no existe movimiento de flujo. En los circuitos eléctricos, la intensidad de corriente es constante, a no ser que existan derivaciones, sin embargo, en los circuitos magnéticos hay pérdida de flujo al exterior, que puede ser a veces, mayor que la que circula por el circuito.

¿Qué materiales existen en los circuitos eléctricos? En cualquier circuito eléctrico podemos ver diferentes tipos de materiales que cumplen la función determinada y son: 

Paramagnéticos

Son los materiales cuya permeabilidad magnética es similar a la del vacío. Estos materiales o medios presentan en una medida despreciable el fenómeno de ferromagnetismo Los materiales paramagnéticos soportan el mismo tipo de atracción y repulsión que los imanes normales, cuando están sujetos a un campo magnético. Si al retirar el campo magnético, la entropía destruye el alineamiento magnético, que ya no está favorecido energéticamente. Es decir, los materiales paramagnéticos son materiales atraídos por imanes, pero no se convierten en materiales permanentemente magnetizados. Algunos materiales paramagnéticos son los siguientes: aire, aluminio, magnesio, titanio y wolframio.

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Diamagnéticos

Estos materiales tienen una propiedad que radica en repelar los campos magnéticos. Es lo opuesto a los materiales paramagnéticos los cuales son atraídos por los campos magnéticos. Algunos materiales diamagnéticos son: el bismuto metálico, el hidrógeno, el helio y los demás gases nobles, el cloruro de sodio, el cobre, el oro, el silicio, el germanio, el grafito, el bronce y el azufre. 

Ferromagnéticos

Estos materiales son compuestos de hierro y sus aleaciones con cobalto, tungsteno, níquel, aluminio y otros metales, son los materiales magnéticos más comunes y se utilizan para el diseño y constitución de núcleos de los transformadores y maquinas eléctricas. Estos materiales pueden magnetizarse mucho más fácilmente que los demás materiales y conservan la magnetización cuando se suprime el campo. Los materiales ferromagnéticos pueden clasificarse en "blandos" y "duros" según su ciclo de histéresis. Materiales ferromagnéticos blandos: Se caracterizan por un ciclo de histéresis estrecho, alto y de pequeña área. Son los usados normalmente en generadores, motores y transformadores. Son materiales ferromagnéticos blandos: Hierro comercial Hierro purificado Ferro-silicio Materiales ferromagnéticos duros: Estos materiales, por el contrario, se caracterizan por un ciclo de histéresis muy ancho, bajo y de gran área. Son los usados normalmente en los imanes permanentes.

Son materiales ferromagnéticos duros:   

Acero al carbono Acero al cromo Alnico V