MOTORMONOFÁSICO DE REPULSIÓNNombre : Juan Carlos Pozo N.

Introducción :

Un motor de repulsión es un tipo de motor eléctrico para el uso en corriente alterna (AC). Se utilizó anteriormente como un motor de tracción de trenes eléctricos , pero ha sido sustituida por otros tipos de motores y ahora es sólo de interés histórico. Motores de repulsión se clasifican en monofásicos motores. En los motores de repulsión del estator devanados están conectados directamente a la corriente alterna de alimentación y el rotor está conectado a un conmutador y escobillas de montaje, similar a la de un motor de corriente directa (DC).

PrincipioMotores de repulsión se basan en el principio de repulsión entre dos campos magnéticos . Considere un 2-polos saliente, motor con un eje magnético vertical. La armadura está conectada a un conmutador y las escobillas. Los cepillos están en cortocircuito mediante un puente de baja resistencia. Cuando la corriente alterna se suministra al campo (estator) la disolución, se induce una fuerza electromotriz (fem) en el inducido. La dirección de la corriente alterna es tal que crea un polo norte en la parte superior y un polo sur en la parte inferior. La dirección de la fem inducida viene dada por la ley de Lenz , según el cual la dirección de la fem inducida se opone a la causa que lo produce. La fem inducida induce corriente en los conductores de la armadura y la dirección de la corriente inducida depende de la posición de las escobillas

Posiciones de parada

• Cepillo eje paralelo al campo: Si el eje del cepillo es a lo largo de la dirección del campo magnético, la armadura se comporta como un electroimán y un polo N está formado directamente por debajo de la N-polo del estator y un polo S-se forma directamente sobre el polo S de la estator. El par neto en esta condición es cero. Tanto el N-polos iguales se repelen entre sí y ambos los S-polos iguales se repelen entre sí. Las dos fuerzas de repulsión están en oposición directa entre sí y por lo tanto no hay par será desarrollado.

• Cepillo eje en ángulo recto con el campo:

Si los cepillos se desplazan a través de 90 grados, de modo que el eje magnético es perpendicular al eje del cepillo, las bobinas se someten a cambio de cortocircuito.Aparte de las bobinas se someten a un cortocircuito, la tensión inducida en las bobinas entre los terminales del cepillo se neutraliza y la tensión de red es cero. Puesto que no hay fem inducida, no hay corriente en el circuito y el par neto desarrollado es, de nuevo, cero.

Posiciones Run• Si el eje del cepillo se desplaza formando un ángulo con el eje

magnético, un voltaje neto es inducida en los bornes del cepillo que producen la corriente en el inducido. La corriente en el circuito de la armadura producirá su propio campo magnético, con polos Norte y Sur, pero en estas condiciones, el Polo Norte no está directamente bajo el polo norte del eje magnético y el polo sur no es directamente sobre el Polo Sur de el eje magnético. Los polos de la armadura están ligeramente desplazados de las del estator. En esta condición, el polo N del campo del estator se repelen el polo N del campo del rotor y el polo S de campo del estator se repelen el polo S del campo del rotor, de modo que el rotor empieza a girar.

• Sentido de giro.- La dirección de rotación se determina por la posición de las escobillas con respecto al campo magnético del estator. Si los cepillos se desplazan en sentido horario desde el eje magnético principal, el motor girará en sentido horario. Si los cepillos se desplazan en sentido antihorario desde el eje magnético principal, el motor girará en sentido contrario a las agujas del reloj.

• Torque y control de velocidad .- El par de arranque de un motor de repulsión se determina por el ángulo de giro del cepillo desde el eje magnético principal. El par máximo que se obtiene a partir de un cambio de cepillo de 45 grados. Cambio de cepillo también se puede utilizar para controlar la velocidad de un motor de repulsión.

Constitución:

Partes

PrincipalesRotorCarcazaEstator

Auxiliares

Tapas, o escudos Escobillas RodamientosPorta escobillasBornera

Clasificación • Los motores con colector o de repulsión pueden

dividirse en tres tipos: 

a) Motores de repulsión, b) Motores de arranque por repulsión y marcha

por inducción, c) Motores de inducción-repulsión

A) MOTORES DE REPULSIÓN  Las partes esenciales son: • 1. Un núcleo laminado del estator con un devanado similar

al de la fase partida. El estator tiene generalmente, cuatro, seis u ocho polos.

• 2. Un rotor con ranuras en la que va colocado un devanado, similar al de un motor de c.c. El colector es de tipo axial. Fig 7.8.

• 3. Escobillas de carbón, conectadas entre sí por medio de alambres de cobre relativamente gruesos. El porta escobillas es desplazable.

• 4. Dos escudos en los extremos de hierro colado, que alojan los cojinetes y sujetos al bastidor del motor.

• 5. Dos cojinetes que sostienen el eje del inducido centrado, pueden ser lisos o de balas

Funcionamiento:• Al conectarse a la corriente monofásica se crea un

campo magnético en el estator y se induce otro campo en el inducido. Si estos dos campos están descentralizados una 15º eléctricos, entonces, se crea un par de arranque que hace que el inducido del motor gire, Así pues, la aplicación el principio de que polos iguales se repelen da al motor su nombre de motor de repulsión.

• Para invertir el sentido de rotación se desplazan las escobillas a unos 15º eléctricos del centro de los polos del estator en el sentido contrario al original.

Propiedades:• Buen par de arranque.• Mala regulación de velocidad.• La velocidad se puede controlar, variando

el voltaje aplicado al motor.• La rotación se invierte desplazando las escobillas

15º al otro lado del centro del polo del estator.

Aplicación: • Prensas de imprenta en las que se desea una

regulación de la velocidad del miembro impulsor

B) MOTOR DE ARRANQUE POR REPULSIÓN Y MARCHA POR INDUCCIÓN  

• Motor de repulsión solo en el arranque Existen dos tipos: 

El de levantamiento de escobillas El de escobillas rodantes

El estator y el rotor son iguales al de un motor de repulsión. Se diferencia en que tiene un mecanismo centrífugo que funciona al 75% de la velocidad de régimen. En el tipo de levantamiento de escobillas al llegar al 75% de la velocidad de régimen, levanta las escobillas y el motor sigue funcionando por inducción.En el tipo de escobillas rodantes, el mecanismo centrífugo corto--circuita las delgas del colector al llegar el inducido al 75% de la velocidad de régimen y sigue funcionando por inducción

Propiedades:  • Fuerte par de arranque.• Buena regulación de la velocidad.• La rotación se invierte de la misma forma que

para el motor de repulsión.

Aplicación:• Refrigeradores, compresores, bombas

C) MOTORES DE INDUCCIÓN - REPULSIÓN• El funcionamiento es igual al de un motor de

arranque por repulsión y marcha por inducción, sin embargo, no tiene mecanismo centrífugo. Este motor tiene un devanado en jaula de ardilla debajo de las ranuras del inducido.

Propiedades • Buen par de arranque.• Buena regulación de la velocidad.• Debido a que no tiene mecanismo centrífugo tiene

poco mantenimiento.• Actualmente es el más utilizado de los motores de

repulsión.

Aplicación  • Aplicación similar al motor de arranque por

repulsión y marcha por inducción

RESUMEN DE LOCALIZACIÓN DE AVERÍASSíntomas Causas posibles Verificacion

1.- El motor no arranca

- No le llega corriente al motor-Si el motor ronca y no llega a arrancar, le falta una fase - Tensión insuficiente o carga excesiva - Si el motor es de anillos y el ruido es normal y no arranca, el circuito rotórico está mal. Circuito exterior o devanado cortado - Devanado a masa

- Verificar tensiones en la red, fusibles, contactos, conexiones del motor- Verificar la correcta conexión, estrella o triángulo, en su placa de bornes y la carga del motor - Verificar tensiones rotóricas, contacto de las escobillas y circuito de las resistencias de arranque (conductores y resistencias) - Verificar aislamiento de los devanados

2.- El motor arranca, pero no alcanza la velocidad nomina

- Tensión insuficiente o caída de tensión excesiva - Fase del estator cortada - Si el motor es de anillos, han quedado resistencias intercaladas - Si el motor es de anillos ruptura del circuito de arranque rotórico -Cortocircuito o devanado a masa

- Verificar tensión de red y sección de línea - Verificar tensión y devanado - Verificar circuitos de arranque - Verificar conexiones, resistencias, escobillas y devanado - Verificar devanados y reparar

3.- La corriente absorbida en

funcionamiento es excesiva

- Maquina accionada agarrotada o carga excesiva- Si el motor ronca y las intensidades de las tres fases son desiguales, cortocircuito en el estator- Si el motor es de anillos, cortocircuito en el circuito rotórico

- Verificar carga y sustituir motor si este es pequeño - Verificar aislamiento y reparar o rebobinar el motor - Verificar anillos, escobillas y circuito de resistencias. Verificar devanado rotórico y reparar

4.- La corriente absorbida en el arranque es excesiva

- Par resistente muy grande - Si el motor es de anillos, resistencias rotóricas mal calculadas o cortocircuitadas

- Verificar la carga del motor

- Verificar resistencias y posibles cortocircuitos en resistencias y devanado rotórico

5.- El motor se calienta exageradamente

- Motor sobrecargado - Ventilación incorrecta - Si el motor se calienta en vacío, conexión defectuosa - Cortocircuito en el estator - Tensión de red excesiva

- Verificar carga - Verificar y limpiar rejillas y ranuras de ventilación –

- Verificar las conexiones de la placa de bornes

- Verificar devanado estatórico

- Verificar tensión y corregir

6.- El motor humea y se quema

- Cortocircuito directo o de un número excesivo de espiras en cualquiera de sus devanados - Mala ventilación del motor

- Verificar devanados y reparar o rebobinar

- Mantener siempre limpios los circuitos de ventilación

7.- El motor produce demasiado ruido

- Vibraciones de ciertos órganos - Si el ruido es solamente en reposo y no en marcha, cortocircuito en el rotor - Si el ruido cesa al cortar la corriente, entrehierro irregular- Barra del rotor desoldada o rota

- Lanzar y desconectar el motor y si el ruido persiste, verificar fijaciones y cojinetes

- Verificar devanado rotórico y reparar

- Verificar cojinetes y rotor

- Verificar barras del rotor

Anexos