Procesos de fabricación Procesos de fabricación actuales Iactuales I

PROCESO RICO EN RESINAPROCESO RICO EN RESINA

La mica en forma de láminas se deposita sobre un La mica en forma de láminas se deposita sobre un material impregnado con una resina epoxy que material impregnado con una resina epoxy que polimeriza a alta temperatura polimeriza a alta temperatura (cinta (cinta preimpregnada)preimpregnada)..

Se recubre la bobina con este material.Se recubre la bobina con este material.

Se introduce en un molde al que se le aplica Se introduce en un molde al que se le aplica presión y calor: la temperatura y la presión logran presión y calor: la temperatura y la presión logran una impregnación homogénea en toda la bobina.una impregnación homogénea en toda la bobina.

El proceso final de polimerización de la resina El proceso final de polimerización de la resina termoestable se consigue sometiendo el motor a termoestable se consigue sometiendo el motor a elevadas temperaturas en un horno.elevadas temperaturas en un horno.

PROCESO RICO EN RESINAPROCESO RICO EN RESINA

La mica en forma de láminas se deposita sobre un La mica en forma de láminas se deposita sobre un material impregnado con una resina epoxy que material impregnado con una resina epoxy que polimeriza a alta temperatura polimeriza a alta temperatura (cinta (cinta preimpregnada)preimpregnada)..

Se recubre la bobina con este material.Se recubre la bobina con este material.

Se introduce en un molde al que se le aplica Se introduce en un molde al que se le aplica presión y calor: la temperatura y la presión logran presión y calor: la temperatura y la presión logran una impregnación homogénea en toda la bobina.una impregnación homogénea en toda la bobina.

El proceso final de polimerización de la resina El proceso final de polimerización de la resina termoestable se consigue sometiendo el motor a termoestable se consigue sometiendo el motor a elevadas temperaturas en un horno.elevadas temperaturas en un horno.

Procesos de fabricación Procesos de fabricación actuales IIactuales II

PROCESO VPI EN BOBINASPROCESO VPI EN BOBINAS (“Vacuumm Pressure (“Vacuumm Pressure Impregnation”)Impregnation”)

Inicialmente sólo se aplica la cantidad de resina Inicialmente sólo se aplica la cantidad de resina termoestable imprescindible para aglomerar la mica termoestable imprescindible para aglomerar la mica (cinta porosa)(cinta porosa)..

El resto del aglomerante se introduce después de El resto del aglomerante se introduce después de haber creado el vacío dentro del tanque en el que se haber creado el vacío dentro del tanque en el que se encuentra la bobina.encuentra la bobina.

El vacío y posteriormente un gas a presión consiguen El vacío y posteriormente un gas a presión consiguen que la resina termoestable impregne por completo a que la resina termoestable impregne por completo a la bobina.la bobina.

Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les aplica presión para ajustar su forma y tamaño. El aplica presión para ajustar su forma y tamaño. El curado se realiza a alta temperatura sobre el motor curado se realiza a alta temperatura sobre el motor completo.completo.

PROCESO VPI EN BOBINASPROCESO VPI EN BOBINAS (“Vacuumm Pressure (“Vacuumm Pressure Impregnation”)Impregnation”)

Inicialmente sólo se aplica la cantidad de resina Inicialmente sólo se aplica la cantidad de resina termoestable imprescindible para aglomerar la mica termoestable imprescindible para aglomerar la mica (cinta porosa)(cinta porosa)..

El resto del aglomerante se introduce después de El resto del aglomerante se introduce después de haber creado el vacío dentro del tanque en el que se haber creado el vacío dentro del tanque en el que se encuentra la bobina.encuentra la bobina.

El vacío y posteriormente un gas a presión consiguen El vacío y posteriormente un gas a presión consiguen que la resina termoestable impregne por completo a que la resina termoestable impregne por completo a la bobina.la bobina.

Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les aplica presión para ajustar su forma y tamaño. El aplica presión para ajustar su forma y tamaño. El curado se realiza a alta temperatura sobre el motor curado se realiza a alta temperatura sobre el motor completo.completo.

PROCESO VPI GLOBALPROCESO VPI GLOBAL

Las bobinas se montan en las ranuras antes de Las bobinas se montan en las ranuras antes de haber realizado el proceso de curado de la resina haber realizado el proceso de curado de la resina epoxy.epoxy.

Como material soporte se utilizan cintas porosas Como material soporte se utilizan cintas porosas con bajo contenido en resina epoxy.con bajo contenido en resina epoxy.

Una vez colocadas todas las bobinas en sus Una vez colocadas todas las bobinas en sus alojamientos y realizadas las conexiones se alojamientos y realizadas las conexiones se introduce el estator en un tanque.introduce el estator en un tanque.

A continuación, se hace el vacío con lo que el A continuación, se hace el vacío con lo que el tanque se inunda de resina epoxy. El estator se tanque se inunda de resina epoxy. El estator se pasa a otro tanque donde se aplica gas a alta pasa a otro tanque donde se aplica gas a alta presión y temperatura para producir la presión y temperatura para producir la polimerización de la resina.polimerización de la resina.

PROCESO VPI GLOBALPROCESO VPI GLOBAL

Las bobinas se montan en las ranuras antes de Las bobinas se montan en las ranuras antes de haber realizado el proceso de curado de la resina haber realizado el proceso de curado de la resina epoxy.epoxy.

Como material soporte se utilizan cintas porosas Como material soporte se utilizan cintas porosas con bajo contenido en resina epoxy.con bajo contenido en resina epoxy.

Una vez colocadas todas las bobinas en sus Una vez colocadas todas las bobinas en sus alojamientos y realizadas las conexiones se alojamientos y realizadas las conexiones se introduce el estator en un tanque.introduce el estator en un tanque.

A continuación, se hace el vacío con lo que el A continuación, se hace el vacío con lo que el tanque se inunda de resina epoxy. El estator se tanque se inunda de resina epoxy. El estator se pasa a otro tanque donde se aplica gas a alta pasa a otro tanque donde se aplica gas a alta presión y temperatura para producir la presión y temperatura para producir la polimerización de la resina.polimerización de la resina.

Procesos de fabricación Procesos de fabricación actuales IIIactuales III

Procesos Procesos VPIVPI

Precalentar el conjunto yPrecalentar el conjunto yhacer vacío en el tanquehacer vacío en el tanquePrecalentar el conjunto yPrecalentar el conjunto yhacer vacío en el tanquehacer vacío en el tanque

Esperar tiempo de impreg-Esperar tiempo de impreg-nación y eliminar vacíonación y eliminar vacío

Esperar tiempo de impreg-Esperar tiempo de impreg-nación y eliminar vacíonación y eliminar vacío

Transferir resina al tanqueTransferir resina al tanquey hacer curado en hornoy hacer curado en horno

Transferir resina al tanqueTransferir resina al tanquey hacer curado en hornoy hacer curado en horno

Proceso VPI Proceso VPI de VonRoll-Isolade VonRoll-Isola

Transferir resina impreg-Transferir resina impreg-nación debido al vacíonación debido al vacío

Transferir resina impreg-Transferir resina impreg-nación debido al vacíonación debido al vacío

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Motor de 25kW, 200V para Motor de 25kW, 200V para el accionamiento de una el accionamiento de una

bomba.bomba.Fabricado en Pittsburg por Fabricado en Pittsburg por Westinghouse en 1900 en Westinghouse en 1900 en

funcionamiento hasta 1978funcionamiento hasta 1978

Motor de inducción de 1000 Motor de inducción de 1000 kW, 4 kV y 3600 RPM para kW, 4 kV y 3600 RPM para

el accionamiento de un el accionamiento de un compresor. Fabricado por compresor. Fabricado por

Westinghouse en la Westinghouse en la actualidadactualidad

Aspecto físico de los Aspecto físico de los motores asíncronosmotores asíncronos Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspecto físico II: motores de BTAspecto físico II: motores de BT

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Aspecto físico III: Aspecto físico III: formas constructivas formas constructivas

normalizadasnormalizadas

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

V1 W1

W2 U2 V2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

Pletina de cobre

Devanados del motor

U1 V1 W1

W22

U2 V2

Caja de conexiones

Conexión en estrella

Conexión en triángulo

U1

V1 W1

W2 U2 V2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

Pletina de cobre

Devanados del motor

U1 V1 W1

W22

U2 V2

Caja de conexiones

Conexión en estrella

Conexión en triángulo

U1

Conexión de los devanadosConexión de los devanados

Cajas de terminalesCajas de terminalesCatálogos comercialesCatálogos comerciales

Cabezas deCabezas debobinabobina

RefuerzosRefuerzoscarcasacarcasa

Fijación Fijación cojinetescojinetes

Refuerzos Refuerzos rotorrotor

Núcleo Núcleo magnético magnético

rotorrotor

Núcleo Núcleo magnético magnético

estatorestator

Despiece de un motor de MTDespiece de un motor de MTCatálogos comercialesCatálogos comerciales

Despiece de un

motor de BT

Catálogos comercialesCatálogos comerciales

Principio de Principio de funcionamiento Ifuncionamiento I

EL ESTATOR DE UN MOTOR ASÍNCRONO ESTÁ FORMADO ASÍNCRONO ESTÁ FORMADO

POR 3 DEVANADOS POR 3 DEVANADOS SEPARADOS EN EL ESPACIO SEPARADOS EN EL ESPACIO

120º. En la figura se 120º. En la figura se representa sólo una espira de representa sólo una espira de

cada uno de los devanados cada uno de los devanados (RR’, SS’, TT’)(RR’, SS’, TT’)

S

R

R’

S’

T

T’

Estator

Origen deángulos

RotorS

R

R’

S’

T

T’

Estator

Origen deángulos

Rotor

LOS 3 DEVANADOS ESTÁN LOS 3 DEVANADOS ESTÁN ALIMENTADOS MEDIANTE UN ALIMENTADOS MEDIANTE UN

SISTEMA TRIFÁSICO DE SISTEMA TRIFÁSICO DE TENSIONES. POR TANTO, LAS TENSIONES. POR TANTO, LAS CORRIENTES QUE CIRCULAN CORRIENTES QUE CIRCULAN

POR LAS ESPIRAS SON POR LAS ESPIRAS SON SENOIDALES Y ESTÁN SENOIDALES Y ESTÁN

DESFASADAS 120ºDESFASADAS 120º

)t(CosII maxR 1 )t(CosII maxR 1)ºt(CosII maxS 1201 )ºt(CosII maxS 1201

)ºt(CosII maxT 1201 )ºt(CosII maxT 1201

Principio de Principio de funcionamiento IIfuncionamiento II

F

Rotor

Estator

Sucesivas posicionesdel campo

Campogiratorio

Avance del campo

Rotor

tP

f

2

SN

NS

El campo magnético resultante de las tres corrientes de El campo magnético resultante de las tres corrientes de

fase es un campo que gira en el espacio a fase es un campo que gira en el espacio a 60*f/P60*f/P RPMRPM. . Donde Donde PP es el núme-ro de pares de polos del estator es el núme-ro de pares de polos del estator

(depende de la forma de conexión de las bobinas que lo (depende de la forma de conexión de las bobinas que lo forman) y forman) y ff la frecuencia de alimentación. la frecuencia de alimentación.

Pf

NS

60 Velocidad deVelocidad de

sincronismosincronismo

Principio de funcio-Principio de funcio-namiento III: simulaciónnamiento III: simulación

T=0.340 s

T=0.352 s

T=0.370 s

Principio de funcio-Principio de funcio-namiento III: simulaciónnamiento III: simulación

MOTOR DE 2 MOTOR DE 2 PARES PARES

DE POLOSDE POLOS

MOTOR DE 2 MOTOR DE 2 PARES PARES

DE POLOSDE POLOS

T=1 S T=1,015 S

Motor Motor asíncronasíncron

oo

EstatorEstator

RotorRotor

Devanado trifásico a 120º alimentadoDevanado trifásico a 120º alimentadocon sistema trifásico de tensionescon sistema trifásico de tensiones

Espiras en cortocircuitoEspiras en cortocircuito

SistemaSistemaTrifásicoTrifásico

Devanado trifásicoDevanado trifásicoa 120ºa 120º

Campo giratorio 60f/PCampo giratorio 60f/P

FEM inducidaFEM inducidapor el campopor el campo

giratorio en las giratorio en las espiras del rotorespiras del rotor

Espiras en cortoEspiras en cortosometidas a tensiónsometidas a tensión

Circulación deCirculación decorriente por lascorriente por lasespiras del rotorespiras del rotor

Ley de Biot Ley de Biot y Savarty Savart

Fuerza sobre lasFuerza sobre lasespiras del rotorespiras del rotor

Par sobrePar sobreel rotorel rotor

Giro de laGiro de laMáquinaMáquina

Principio de Principio de funcionamiento IVfuncionamiento IV

EL MOTOR ASÍNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDAD EL MOTOR ASÍNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDAD INFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN INFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN

CASO CONTRARIO CASO CONTRARIO NO SE INDUCIRÍA FUERZA NO SE INDUCIRÍA FUERZA ELECTROMOTRIZ EN EL ROTOR DE LA MÁQUINAELECTROMOTRIZ EN EL ROTOR DE LA MÁQUINA Y, POR Y, POR

TANTO, NO HABRÍA PAR MOTORTANTO, NO HABRÍA PAR MOTOR

Principio de Principio de funcionamiento Vfuncionamiento V

CUANDO TRABAJA EN VACÍO GIRA MUY PRÓXIMO A LA CUANDO TRABAJA EN VACÍO GIRA MUY PRÓXIMO A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL ÚNICO VELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL ÚNICO PAR MOTOR DESARROLLADO POR LA MÁQUINA ES PAR MOTOR DESARROLLADO POR LA MÁQUINA ES EL EL

NECESARIO PARA COMPENSAR LAS PÉRDIDAS NECESARIO PARA COMPENSAR LAS PÉRDIDAS

Ventajas de los motores de Ventajas de los motores de induccióninducción

La única alimentación eléctrica que reciben se hace a La única alimentación eléctrica que reciben se hace a través de la línea trifásica que alimenta al devanado través de la línea trifásica que alimenta al devanado estatórico. estatórico. NO HAY ESCOBILLAS O ELEMENTOS NO HAY ESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTESROZANTES..

El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistema aislante.sistema aislante.

Tienen par de arranque.Tienen par de arranque. No tienen problemas de estabilidad ante variaciones No tienen problemas de estabilidad ante variaciones

bruscas de la carga.bruscas de la carga.

VENTAJAS DE LOS MOTORES VENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSASÍNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES VENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSASÍNCRONOS

Aumento delAumento delpar de cargapar de carga

Reducción de laReducción de lavelocidad de girovelocidad de giro

MayorMayorFEMFEM

Mayor corrienteMayor corrienterotorrotor

Mayor Mayor par motorpar motor

EstabilidadEstabilidad

Inconvenientes de los Inconvenientes de los motores de inducciónmotores de inducción

La corriente de arranque es mucho mayor que la La corriente de arranque es mucho mayor que la corriente de funcionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces corriente de funcionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En mucho casos es necesario disponer mayor. En mucho casos es necesario disponer procedimientos especiales de limitación de la corriente procedimientos especiales de limitación de la corriente de arranque.de arranque.

La variación de su velocidad implica la variación de la La variación de su velocidad implica la variación de la frecuen-cia de la alimentación: es necesario disponer de frecuen-cia de la alimentación: es necesario disponer de un convertidor electrónico que convierta la tensión de un convertidor electrónico que convierta la tensión de red en una tensión de frecuencia variable.red en una tensión de frecuencia variable.

INCONVENIENTES DE LOS MOTORES INCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSASÍNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES INCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSASÍNCRONOS

EQUIPOEQUIPORECTIFICADORRECTIFICADOR

TRIFÁSICOTRIFÁSICO

EQUIPOEQUIPOINVERSORINVERSORTRIFÁSICOTRIFÁSICO

SISTEMASISTEMADEDE

FILTRADOFILTRADO

3 FASES3 FASES50 Hz50 Hz

3 FASES3 FASESf VARIABLEf VARIABLE

BUS DEBUS DECCCC

ONDA ESCALONADAONDA ESCALONADADE f VARIABLEDE f VARIABLE

Deslizamiento en las Deslizamiento en las máquinas asíncronasmáquinas asíncronas

100

S

mS(%)S

100

S

mS(%)S

SS

S

mSm N)S(N)

NNN

(N

11 SSS

mSm N)S(N)

NNN

(N

11

Sm )S( 1 Sm )S( 1

VelocidaVelocidad d

mecánicmecánica del a del rotorrotor

mSdes NNN mSdes NNN

Pf

NS

60

Pf

NS

60

Velocidad de Velocidad de deslizamientodeslizamiento

100100

S

mS

S

des

NNN

NN

(%)S 100100

S

mS

S

des

NNN

NN

(%)S

DeslizamientDeslizamientoo

S=0 Velocidad de sincronismoS=0 Velocidad de sincronismoS=1 Rotor paradoS=1 Rotor parado

LOS MOTORES DE INDUCCIÓN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON TRABAJAN SIEMPRE CON

VALORES MUY BAJOS DE S: VALORES MUY BAJOS DE S: S<5%S<5%

LOS MOTORES DE INDUCCIÓN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON TRABAJAN SIEMPRE CON

VALORES MUY BAJOS DE S: VALORES MUY BAJOS DE S: S<5%S<5%