Introducción al Magnetismo y Motores Eléctricos

Magnetismo

  • Imanes

    • Cuerpo capaz de atraer el hierro y sus derivados. Puede ser natural o artificial.
    • Natural: propia naturaleza tiene propiedades magnéticas.
    • Artificiales: tiene propiedades magnéticas por medios externos.
      • Temporal: propiedades magnéticas que existen cuando actúa una causa.
      • Permanente: mantiene propiedades magnéticas aun después de haber pasado la causa.
  • Campo Magnético

    • Porción de espacio en la que son apreciables los efectos magnéticos de un imán.
    • Se demuestra que el campo magnético está formado por líneas de fuerza que se extiende a los polos del imán.
    • Las líneas se llaman: líneas de fuerza del campo magnético.
  • Conceptos básicos

    • Magnetismo: a la propiedad que poseen los imanes para atraer ciertos elementos férreos.
    • Líneas de fuerza: representación del campo magnético y tienen como característica cerradas.
    • MAGNITUDES

      • Flujo magnético: cantidad de líneas de fuerzas que forman un campo magnético, se representa con la letra «fi» (Φ) y su unidad es el weber (Wb).
      • Inducción magnética: cantidad de flujo magnético por unidad de superficie, número de líneas de fuerza que pasan por unidad de superficie. Su unidad es el Tesla (T).
                    B = Φ / S
      • Permeabilidad magnética: capacidad que poseen los materiales de carácter ferromagnético de poder incrementar las líneas de fuerza de un campo magnético.
      • Bobina: elemento con dos terminales que genera un flujo magnético cuando se hace pasar una corriente por ella.

Clasificación de Bobinas

  • Con núcleo de aire
  • Con núcleo sólido
  • De nido de abeja
  • De ferrita
  • Núcleo toroidal

Motores Eléctricos

  • Máquinas eléctricas que transforman en energía mecánica la energía eléctrica que absorben por sus bornes.
  • Corriente continua

    • Excitación independiente
    • Excitación compuesta
    • Derivación
    • Excitación en serie
  • Corriente alterna

    • Síncronos
    • Asíncronos
      • Monofásicos
        • Bobinado auxiliar
        • Espira en cortocircuito
        • Universal
      • Trifásicos
        • Rotor bobinado
        • Rotor en cortocircuito
    • Un motor asíncrono es un motor de corriente alterna cuya parte móvil gira distinto a la de sincronismo.
  • Constitución

    • Circuito magnético y dos eléctricos, parte fija «estator» y móvil «rotor».
    • Circuito magnético formado por chapas apiladas en el rotor y en el estator.

Motores Trifásicos

  • De rotor en cortocircuito
  • De rotor bobinado
  • Conexiones en estrella o en triángulo

Protección de Motores Eléctricos

  • Fallos: cortocircuitos, sobrecargas y contactos indirectos.
  • Contactos directos e indirectos

    • Se realiza mediante interruptores diferenciales complementados con toma de tierra.
  • Sobrecargas y cortocircuitos

    • Sobrecargas: pueden aparecer por exceso de trabajo, desgaste de piezas y fallos de aislamiento o por falta de una fase.
    • Cortocircuitos: se usan fusibles e interruptores magnetotérmicos.

Accionamientos Automáticos de Motores Eléctricos

  • Se entiende como el funcionamiento de un dispositivo, sistema o proceso por sí mismo, sin la intervención de un humano.
  • Trabajamos con elementos que accionan y protegen los receptores de consumo y con elementos de mando y señalización.

El Contactor

  • Dispositivo electromecánico de mando que actúa de forma similar a un interruptor y puede manejarse a distancia a través de un electroimán.
  • Constituido por:

    • Soporte: carcasa que envuelve todos los elementos constitutivos del contactor y los aisla.
    • Circuito magnético: formado por culata, forma de E y se aloja la bobina que genera campo magnético que atrae la armadura y martillo.
    • Bobina: encargada de crear el campo magnético para que el núcleo atraiga al martillo.
    • Contactos principales (KM): encargados de abrir y cerrar el circuito de potencia, por ellos circula la intensidad del circuito.
    • Contactos auxiliares (KA): contactos que se incorporan al contactor para aumentar la capacidad en los circuitos de mando y facilitar las maniobras.
    • Sistemas de soplado.
  • Elección del contactor

    • Características a controlar: tipo de corriente, tipo de receptor y potencia de receptores.
  • Averías

    • Calentamiento excesivo o soldadura de contactos.
    • Fallos de bobina.
    • Fallos por problemas en el circuito electromagnético.

Relé Térmico

  • Elemento usado para proteger motores eléctricos de sobrecargas y desequilibrios o falta de fase.

Elementos de Mando y Señalización

  • Se eligen teniendo en cuenta la utilización y la intervención.
  • Tipos

    • Mandos manuales

      • Pueden ser permanentes (biestables) o instantáneos (monoestables).
      • Pulsador de emergencia: pulsador cerrado que incorpora un enclavamiento para mantener la posición abierta una vez accionado.
      • Saliente y tipo seta.
    • Mandos automáticos

      • Aprovecha los cambios de magnitudes físicas como la presión, nivel, temperatura, iluminación, etc.
      • Estos cambios se usan en el control de los contactos.
      • Tipos:
        • Detector de proximidad
          • Inductivos: detecta cualquier objeto o material conductor.
          • Capacitivos: detectan cualquier objeto o material sean o no conductores.
          • Ultrasonidos: detectan cualquier objeto y ajustan el campo de detección.
        • Detectores fotoeléctricos
          • Sistema de barrera.
          • Sistema reflex.
          • Sistema de proximidad.
        • Presostato
          • Elemento que se encarga de controlar la presión de gases y líquidos.
          • Se basa en una membrana que se pone en contacto con el medio que se quiere controlar y arrastra un contacto.
          • Tipos: máxima presión, mínima presión y diferenciales.
        • Interruptor de nivel
          • Supervisan el nivel del líquido de los depósitos y arrancan o detienen las electrobombas.
          • Tipos: flotador fijo y flotador libre.
  • Elementos de señalización

    • Indican en todo momento su estado de funcionamiento mediante lámparas.
    • La señalización acústica se realiza mediante sirenas y se usan para alertar de avisos y anomalías.

Elementos Auxiliares

  • Relé auxiliar

    • Ampliar número de contactos o realizar maniobras adicionales en una instalación de automatismos.
  • Relé temporizado

    • Se presentan maniobras que se realizan en un tiempo desde la maniobra anterior o con maniobras cíclicas.
    • Tipos: relé temporizado a la conexión o al trabajo, relé temporizado a la desconexión o reposo y relé temporizador cíclico.

Automatizaciones Básicas de Motores

  • Se emplean distintos elementos: elementos de protección, contactores, elementos de mando, etc.
  • Para conectar y agrupar los elementos se recurre a los cuadros de maniobras que se conectan con la línea de alimentación y los receptores mediante bornas.
  • Los cuadros de conexión son armarios que incorporan una placa extraíble sobre la que se coloca la instalación y las bornas, la puerta se mecaniza para situar los elementos de mando y señalización.

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