Motores AC

Los motores AC se clasifican en dos grandes grupos: Motores serie y motores derivación. Motores asíncronos y motores síncronos. Motores trifásicos y motores monofásicos.

A diferencia de DC, en máquinas AC: Motor y generador son esencialmente la misma máquina. Motor y generador no coinciden necesariamente porque se construyen distinto. Un generador AC no puede funcionar como motor bajo ninguna condición.

Los motores AC se basan principalmente en: Efecto Joule. Inducción electromagnética. Efecto fotoeléctrico.

En un motor asíncrono trifásico, el rotor gira: Más rápido que el campo giratorio del estator. A la misma velocidad que el campo giratorio del estator. Más lento que el campo giratorio del estator.

El estator en un asíncrono trifásico: Es la parte móvil que genera el par. Es la parte fija con devanados AC que crea el campo giratorio. Es un imán permanente sin bobinas.

El rotor en un asíncrono trifásico: Es la parte fija donde se alimenta la AC trifásica. Es la parte móvil donde se induce corriente y se genera par motor. No participa: solo transmite movimiento mecánico.

El campo magnético giratorio en el estator se genera mediante: Tres corrientes desfasadas 120°. Dos corrientes desfasadas 90°. Una sola corriente alterna con neutro.

La velocidad del campo magnético giratorio se llama: Velocidad de rotor. Velocidad de sincronismo (Ns). Velocidad crítica.

El deslizamiento S(%) se calcula como: S=(N-Ns)/Ns*100. S=(Ns-N)/Ns*100. S=Ns/N*100.

Si Ns=1500 rpm y N=1440 rpm, el deslizamiento es: 4%. 6%. 10%.

El deslizamiento depende principalmente de: La tensión del neutro. El par que tenga que vencer el motor (carga). El tipo de conexión estrella-triángulo siempre.

Aplicaciones típicas de asíncronos trifásicos: Solo instrumentación de precisión (servos). Bombas, compresores, ventiladores y equipos auxiliares. Exclusivamente en motores de arranque de reactores.

El rotor "jaula de ardilla" se caracteriza por: Devanados conectados a anillos rozantes. Barras longitudinales de aluminio/cobre cortocircuitadas por anillos en los extremos. Un imán permanente interno.

En un rotor jaula de ardilla, el núcleo magnético se lamina para: Aumentar el efecto Joule. Minimizar las corrientes de Foucault. Incrementar la reactancia de arranque.

El motor asíncrono trifásico más utilizado es: Rotor bobinado (anillos rozantes). Rotor jaula de ardilla. Motor síncrono con rotor electroimán.

En el rotor bobinado (anillos rozantes): No hay escobillas. Se conectan bobinas a anillos y mediante escobillas a un reóstato trifásico. Se alimenta el rotor directamente con AC trifásica externa.

El rotor bobinado requiere más mantenimiento porque: Genera más frecuencia. Se desgastan escobillas y anillos. Tiene menor par de arranque por diseño.

Según el tema, los motores de anillos rozantes están: En auge por su bajo mantenimiento. En desuso actualmente. Reservados solo para servomotores aeronáuticos.

En el arranque, el deslizamiento es aproximadamente: 0%. 50%. 100%.

Durante el arranque aparece: Corriente baja y par bajo. Par muy alto a costa de gran consumo de intensidad. Par nulo por campo no giratorio.

El pico de corriente de arranque puede provocar: Aumento de tensión en el cableado por inducción. Caída de tensión y aumento de temperatura por efecto Joule. Disminución de temperatura por mejor rendimiento.

El objetivo de los sistemas de arranque es: Subir la frecuencia del motor al máximo desde el inicio. Evitar un consumo de intensidad excesivo al arrancar. Convertir el motor en síncrono instantáneamente.

Arranque con resistencias estatóricas: Resistencias en paralelo con el estator para aumentar tensión. Resistencias en serie con bobinas del estator para bajar tensión, retirándolas progresivamente. Resistencias en el rotor jaula para crear campo giratorio.

Arranque con autotransformador reductor: Aumenta tensión al inicio para mayor par. Disminuye tensión al inicio y luego se conecta directo a línea. Cambia el motor a conexión bifásica.

El arranque estrella-triángulo consiste en: Arrancar en triángulo y pasar a estrella. Arrancar en estrella y pasar a triángulo en régimen normal. Cambiar sentido de giro intercambiando fases.

Arranque con resistencias rotóricas es aplicable: Solo en motores jaula de ardilla. Solo en motores con devanado bobinado (anillos rozantes). Solo en motores monofásicos.

Los dispositivos electrónicos de arranque pueden: Aumentar progresivamente la tensión de alimentación. Disminuir la resistencia del cobre del estator. Eliminar el campo magnético del estator.

Un variador de frecuencia (VFD) permite: Controlar la velocidad de sincronismo. Eliminar el deslizamiento al 0% siempre. Convertir un motor asíncrono en motor universal.

La velocidad de un motor asíncrono trifásico depende de: Temperatura del bobinado y longitud del cable. Número de polos y frecuencia de alimentación. Solo del tipo de arranque usado.

Método más habitual hoy en día para controlar rpm en motor de inducción: Conexión Dahlander. Devanados separados. Variador de frecuencia.

Para cambiar el sentido de giro en un asíncrono trifásico basta: Invertir dos de las tres fases de alimentación. Cambiar el neutro por tierra. Poner resistencias en paralelo con el rotor.

En un motor asíncrono bifásico hay: Tres bobinas desfasadas 120°. Dos bobinas desfasadas 90°. Una única bobina principal.

El rotor típico en el bifásico del tema es: Jaula de ardilla. Rotor bobinado con reóstato trifásico. Imán permanente con escobillas.

Uso típico del motor bifásico: Servomotores e instrumentación, junto con generadores bifásicos. Bombas y compresores de alta potencia. Únicamente arranque estrella-triángulo.

Un asíncrono monofásico tiene en el estator: Tres bobinas. Dos bobinas. Una única bobina (una fase).

El campo magnético en el monofásico sin ayudas es: Giratorio. Alterno (no giratorio). Continuo.

Sin sistema auxiliar de arranque, el motor monofásico tiende a: Arrancar con gran par inicial. Quedarse parado por par neto nulo en el arranque. Arrancar siempre en sentido contrario.

Método de fase partida: Usa solo una bobina y un autotransformador. Usa bobina principal y bobina auxiliar con desfase de intensidades para crear campo giratorio. Usa puente de diodos y escobillas.

Condensador de arranque: Bobina auxiliar en serie con condensador para crear desfase V-I y generar campo giratorio. Condensador en paralelo con el rotor para aumentar Ns. Condensador en el neutro para equilibrar cargas.

Espira en cortocircuito (polo sombreado): Crea dos campos pulsantes desfasados; útil donde no se requiere mucho par. Elimina completamente el deslizamiento. Solo sirve para motores trifásicos de potencia.

Idea clave del monofásico del tema: Genera campo giratorio por sí solo. Necesita sistemas auxiliares de puesta en marcha creando desfases. No necesita bobina auxiliar nunca.

En un motor síncrono, el rotor gira: A velocidad menor que Ns (siempre hay deslizamiento). A velocidad de sincronismo (Ns). A velocidad variable sin relación con frecuencia.

En el motor síncrono: Hay deslizamiento apreciable para generar par. No hay deslizamiento. Solo hay deslizamiento en vacío.

El rotor de un síncrono puede ser: Solo jaula de ardilla. Un imán o un electroimán. Solo electroimán con rectificador interno.

Problema típico del síncrono al arrancar: Par de arranque extremadamente bajo. Exceso de par que rompe el eje. No admite alimentación AC.

Solución 1 para arrancar un síncrono: Usar un motor AC de inducción o DC para acelerarlo por encima del 90% de Ns. Cambiarlo a conexión triángulo durante el arranque. Poner resistencias en paralelo al estator.

Solución 2 (la más utilizada según el tema): Añadir bobinado tipo jaula de ardilla para arrancar como asíncrono y luego excitar el electroimán. Cambiar frecuencia a 50 Hz para aumentar par. Alimentarlo con DC para arrancar y luego AC.

Aplicación típica del síncrono: Donde se requiera velocidad constante, eficiencia y precisión. Solo herramientas portátiles. Solo servos bifásicos.

Un motor universal es: Un motor AC síncrono trifásico. Un motor DC serie adaptado para funcionar en AC. Un motor asíncrono monofásico con condensador permanente.

Al alimentar un DC serie con AC, el problema principal es: Se invierte siempre el sentido de giro. Pérdidas elevadas por histéresis y Foucault → baja el rendimiento y sube la temperatura. Se elimina la reactancia y aumenta el rendimiento.

Para "hacer universal” el motor se recurre a: Materiales magnéticos especiales y laminación para reducir Foucault. Aumentar vueltas de bobina para subir reactancia. Eliminar escobillas y usar PMG.

Otra medida citada para el motor universal es: Bobinas con pocas vueltas para reducir la reactancia. Bobinas con muchas vueltas para aumentar el par. Bobinas en paralelo para crear un neutro artificial.

Inconveniente principal del motor universal: No puede cambiar de sentido de giro. Uso y mantenimiento de escobillas. No funciona en herramientas.

Aplicaciones típicas del motor universal: Batidoras, molinillos, robots de cocina y herramientas portátiles. Compresores industriales de alta potencia. Sistemas auxiliares de tierra exclusivamente.

Sobre el sentido de giro en el motor universal (DC serie): Se invierte al cambiar la polaridad de uno de sus devanados. Se invierte al cambiar la polaridad de los dos devanados a la vez. No se puede invertir nunca.