INGENIERIA Y CIENCIA
UN PASADO VIVO
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Las principales características de los motores de C.A. son: Potencia Es la rapidez con la que se realiza un trabajo; en física la Potencia = Trabajo/tiempo, la unidad del Sistema Internacional para la potencia es el joule por segundo, y se denomina watt (W). Sin embargo estas unidades tienen el inconveniente de ser demasiado pequeñas para propósitos industriales. Por lo tanto, se usan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (HP) que se definen como: 1 kW = 1000 W 1 HP = 747 W = 0.746 kW 1 kW = 1.34 P Voltaje También llamada tensión eléctrica o diferencia de potencial, existe entre dos puntos, y es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva de un punto a otro: E= VA − V B Donde: E = Voltaje o Tensión VA = Potencial del punto A VB = Potencial del punto B La diferencia de tensión es importante en la operación de un motor, ya que de esto dependerá la obtención de un mejor aprovechamiento de la operación. Los voltajes empleados más comúnmente son: 127 V, 220 V, 380 V, 440 V, 2300 V y 6000 V. Corriente La corriente eléctrica [I], es la rapidez del flujo de carga [Q] que pasa por un punto dado [P] en un conductor eléctrico en un tiempo [t] determinado. La unidad de corriente eléctrica es el ampere. Un ampere [A] representa un flujo de carga con la rapidez de un coulomb por segundo, al pasar por cualquier punto. Los motores eléctricos usan distintos tipos de corriente, que fundamentalmente son: corriente nominal, corriente de vacío, corriente de arranque y corriente a rotor bloqueado. • Corriente nominal: En un motor, el valor de la corriente nominal es la cantidad de corriente que consumirá el motor en condiciones normales de operación. • Corriente de vacío: Es la corriente que consumirá el motor cuando no se encuentre operando con carga y es aproximadamente del 20% al 30% de su corriente nominal. • Corriente de arranque: Todos los motores eléctricos para operar consumen un excedente de corriente, mayor que su corriente nominal, que es aproximadamente de dos a ocho veces superior. • Corriente a rotor bloqueado: Es la corriente máxima que soportara el motor cuando su rotor esté totalmente detenido. Revoluciones por minuto Las revoluciones por minuto (R.P.M.) o velocidad angular se define como la cantidad de vueltas completas que da el rotor en el lapso de un minuto; el símbolo de la velocidad angular es omega [W], no obstante, en la industria se utilizan también para referirse, la letras: “N” o simplemente las siglas R.P.M. Las unidades de la velocidad son los radianes por segundo (rad/s), sin embargo la velocidad también se mide en metros por segundo (m/s) y en revoluciones por minuto [R.P.M.]. Para calcular las R.P.M. de un motor se utiliza la ecuación: Factor de potencia El factor de potencia [cos Φ] se define como la razón que existe entre Potencia Real [P] y Potencia Aparente [S], siendo la potencia aparente el producto de los valores eficaces de la tensión y de la corriente: Donde: P = Potencia real S = Potencia Aparente Q = potencia Reactiva El factor de potencia nunca puede ser mayor que la unidad, regularmente oscila entre 0.8 y 0.85. En la práctica el factor de potencia se expresa, generalmente, en tanto por ciento, siendo el 100% el factor máximo de potencia posible. Un factor de potencia bajo es una característica desfavorable de cualquier carga. Factor de servicio El factor de servicio de un motor se obtiene considerando la aplicación del motor, para demandarle más, o menos potencia, y depende directamente del tipo de maquinaria impulsada: P = [# F (E) I (η) F P Pr = P (F.S.) ∴ Donde: P = Potencia η = Eficiencia # F = Número de fases F.P. = Factor de potencia E = Tensión Pr = Potencia real I = Corriente F.S. = Factor de servicio NOTA: Para el número de fase se utilizara 1 para sistemas monofásicos, 2 para sistemas bifásicos, y para sistemas trifásicos se utilizara 3. Número de fases Depende directamente del motor y del lugar de instalación, por ejemplo: Para motores con potencia menor o igual a 1 HP (a nivel domestico), generalmente, se alimentan a corriente monofásica (127 V.); cuando la potencia del motor oscila entre 1 y 5 HP lo más recomendable es conectarlo a corriente bifásica o trifásica (220 V.); y para motores que demanden una potencia de 5 HP o más, se utilizan sistemas trifásicos o polifásicos. • Par o Torque: Un par de fuerzas es un conjunto de dos fuerzas de magnitudes iguales pero de sentido contrario. El momento del par de fuerzas o torque, se representa por un vector perpendicular al plano del par. • Par Nominal: Es el par que se produce en un motor eléctrico para que pueda desarrollar sus condiciones de diseño. • Par de arranque: Es el par que va a desarrollar el motor para romper sus condiciones iníciales de inercia y pueda comenzar a operar. • Par máximo: También llamado par pico, es el par que puede desarrollar el motor sin perder sus condiciones de diseño, es decir, que es el límite en el que trabaja el motor sin consumir más corriente y voltaje, asimismo de que sus revoluciones son constantes, y conjuntamente está relacionado con el factor de servicio. • Par de aceleración: Es el par que desarrolla el motor hasta que alcanza su velocidad nominal. • Par de desaceleración: Es el par en sentido inverso que debe emplearse para que el motor se detenga. • Par a rotor bloqueado: Se considera como el par máximo que desarrolla un motor cuando se detiene su rotor. Frecuencia Es el número de ciclos o repeticiones del mismo movimiento durante un segundo, su unidad es el segundo-1 que corresponde a un Hertz [Hz] también se llama ciclo [seg− 1= Hertz = Ciclo) La frecuencia y el periodo están relacionados inversamente: Deslizamiento El deslizamiento es la relación que existe entre la velocidad de los campos del estator y En los motores de corriente alterna de inducción, específicamente de jaula de ardilla, el deslizamiento es fundamental para su operación, ya que de él depende que opere o no el motor. Eficiencia Es un factor que indica el grado de pérdida de energía, trabajo o potencia de cualquier aparato eléctrico o mecánico, La eficiencia [η] de una máquina se define como la relación del trabajo de salida entre el trabajo de entrada, en términos de potencia, la eficiencia es igual a el cociente de la potencia de salida entre la potencia de entrada: Donde: η = Eficiencia Ps = Potencia de salida Ts = Trabajo de salida Pe = Potencia de entrada Te = Trabajo de entrada La eficiencia se expresa en porcentaje, por lo tanto se le multiplicará por cien, pero al efectuar operaciones se deberá de expresar en decimales. Paragraph. Haz clic aquí para editar.
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