Componentes Clave y Funcionamiento de Motores Eléctricos Trifásicos
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Componentes Fundamentales de Motores Eléctricos
El Estator
El estator está constituido por una carcasa en la que se fijan una corona de chapas de hierro al silicio o acero al silicio, en las que están presentes unas ranuras. En estas ranuras es donde se alojan, en el caso de un motor trifásico, tres bobinas y tres circuitos diferentes.
El Rotor
En el eje se inserta un núcleo magnético ranurado de acero al silicio, en cuyas ranuras se colocan unas barras de cobre o aluminio en una disposición conocida como «jaula de ardilla».
Características de la Corriente Alterna (CA)
La electricidad de corriente alterna cuenta con una onda que cambia de negativo a positivo muchas veces por segundo. Se trata de una onda llamada «onda sinusoidal». Esa corriente alterna se compone de tres fases, que están desfasadas 120° una respecto de la otra.
Velocidades de Rotación según el Número de Polos
Las velocidades nominales aproximadas de los motores son:
- Motores de 2 polos: giran a unas 2.800/2.900 rpm.
- Motores de 4 polos: giran a unas 1.400/1.450 rpm.
- Motores de 6 polos: giran a unas 930/970 rpm.
- Motores de 8 polos: giran a unas 700/730 rpm.
- Motores de 12 polos: giran a unas 460/480 rpm.
Ventajas de los Motores Eléctricos
Las principales ventajas incluyen:
- Son más pequeños, más ligeros e igualan la potencia de otros tipos de motores, como los de combustión.
- No requieren de otros aparatos para construir sistemas.
- Requieren de muy poco mantenimiento.
Sistemas de Control Eléctrico
Objetivo y Estabilidad
El principal objetivo de un sistema de control es cumplir una tarea, específicamente para la cual fue programado. Deben ser estables e incorruptibles: Primeramente, deben estar programados con una fuerte estabilidad, una que impida que se corrompa o perturbe por algún error en sus archivos.
Sistemas de Lazo Abierto
Un ejemplo sencillo de sistema de lazo abierto son las lavadoras automáticas.
Sistemas de Lazo Cerrado
Ejemplos de sistemas de lazo cerrado incluyen el aire acondicionado y los calentadores de agua, o la boya de la cisterna.
Análisis de Circuitos de Corriente Continua (CC)
Fórmulas para Circuitos CC en Serie
Se presentan las siguientes relaciones para circuitos de corriente continua en serie:
$$V=I(R_{ex}+R_i) + e \quad e=V-I(R_{ex}+R_i) \quad P_{cu}=I^2 R_{ex}+I^2 R_i \quad \eta=P_{util}/P_{abs} \quad P_{abs}=V\cdot I$$
$$P_{util}=P_{abs}-P_{cu}-P_{fe}+m \quad P_{util}=M\cdot \omega \quad \omega=n\cdot 2\pi/60 \quad M=P_{util}/\omega \quad P_{abs}=P_{util}+P_{cu}+P_{fe}+m$$
$$I=\frac{V-e}{R_{ex}+R_i} \quad I_{ex}=I_{in} \quad \text{Arranque: } e=0 \quad R_a=V/I-R_{ex}-R_i$$
Diagramas de Bloques en Control
Las operaciones básicas en diagramas de bloques son:
Conexiones de Bloques
- En serie: $G_1 \cdot G_2$
- En paralelo: $G_1 + G_2$
Realimentación
- Realimentación directa: $G / (1+G)$
- Realimentación a través de un elemento: $G / (1+H\cdot G)$
Representación de un sistema de lazo abierto:
