Capítulo III

Motores de repulsión

1. Motores de repulsión: motor monofásico provisto de un arrollamiento estatorico

(conectado a la red) y un arrollamiento rotorico unido a un colector. Utiliza escobillas no separables y un colector de tipo axial.Motor de repulsión solo en el arranque: motor monofásico con arrollamientos similares al del motor de repulsión. Posee un par de arranque elevado y una velocidad constante. Tiene 2 modalidades, 1: escobillas separadas, estas se separan del colector al alcanzar un 75% de su velocidad de régimen el colector suele ser de tipo radial; 2: escobillas no separables, que permanecen siempre en contacto con el colector de tipo axial. Utilizado en frigoríficos, compresores, bombas y otras aplicaciones.Motor de repulsión e inducción: motor monofásico, cuyo rotor además de arrollamiento de repulsión lleva uno de jaula de ardilla. No utiliza ningún tipo de mecanismo centrifugo .el efecto de repulsión le confiere un elevado par de arranque y el efecto de inducción /jaula de ardilla) le permite mantener su velocidad de régimen casi constante.

2. A- La única característica que comparten en común es la presencia de un devanado

rotorico unido a un colector.B- el colector puede ser de 2 tipos: 1-axial, con delgas en forma de barras paralelas al eje. 2-radial, con delgas en forma de cuchas perpendiculares al eje.

3. A- Arrollamiento estatórico: circula una corriente en él y forma un campo magnético.

Arrollamiento rotorico: es inducido por en campo magnético del estatórico.Escobillas: ponen en cortocircuito y ocasiona que se forme otro campo magnético.B- Los polos magnéticos creados en el estator y en el rotor, son del mismo signo y por lo tanto se produce repulsión, de ahí el nombre de estos motores.

4. Cuando el motor alcanza el 75% de su velocidad de régimen, las delgas del colector

quedan puestas en cortocircuito por la acción de un mecanismo centrífugo y las escobillas son separadas del colector. El inducido se convierte entonces en un rotor jaula de ardilla y el motor sigue girando como uno de inducción.

5. A-Cuando el inducido alcanza una velocidad del 75% las masas centrifugas se separan

radialmente y se desplazan con ellos las varillas hacia delante, las cuales empujan el tambor elástico hacía en hueco central del colector, y el collar entra en contacto con las delgas y las ponen en cortocircuito. Al mismo tiempo el portaescobillas se separa axialmente del colector para evitar el desgaste innecesario de las delgas y escobillas.

Otros poseen un colector axial y las escobillas se apoyan sobre la superficie longitudinal de las delgas. En este caso consiste en una serie de segmentos de cobre, sostenidos por un muelle circular que los une. El conjunto va dispuesto en el hueco central del colector. Por fuerzas centrifugas los segmentos ponen en cortocircuito a las delgas, cuando el motor alcanza la velocidad de régimen. Mientras las delgas se hallen en cortocircuito y motor funciona como uno de inducción. Cuando el motor se detiene los segmentos vuelven a la posición inicial, accionados por el muelle circular.B-se utilizan distintos mecanismos porque algunos motores utilizan colectores axiales o radiales y cambia la forma de la escobilla.

6. A-La función de mecanismo centrífugo es convertir el inducido en un rotor de jaula de

ardilla al alcanzar su velocidad de régimen.B -si el dispositivo no funciona no se producirá la inducción en el rotor y por lo tanto se detendrá o ira muy lento.

7. A- 1-masas centrifugas 2-collar de cortocircuito 3-tambor elástico 4-muelle 5-varillas de

empuje 6-portaescobillas y escobillas 7-arandelas de presión.B-separar las escobillas del colector.C-apretando la tuerca dispuesta.

8. A- produce que el rotor no se induzca produciendo que no alcance su velocidad de

régimen y su funcionamiento es ruidoso y se calentara en exceso.B- produce que se desgasten las escobillas y esto a su vez que el motor no arranque, pero si llega a arrancar producirá chispas.

9. A- Pueden ser suficientes 2 si el arrollamiento del inducido es ondulado o si el colector

lleva conexiones equipotencialesB-si una se rompe la otra seguiría funcionando y el motor también, aunque con menos eficacia.

10. A- El núcleo se compone de un paquete de chapas de acero recocido de alta

calidad magnética sólidamente prensadas entre si y luego asentadas a presión en el eje. El arrollamiento estatorico se fabrican para trabajar en dos tensiones distintas, independientes del número de polos y de la frecuencia de alimentación.B- en el de fase partida tiene un inducido jaula de ardilla, en los motores de repulsión utilizan un campo para inducir otro y provocar la repulsión entre ambos y comportarse como uno de jaula de ardilla.

11. A-

B-estos motores van conectados en su interior en paralelo dos a dos .y en el exterior se conectan en serie o paralelo, para que el motor trabaje en tensión mayo o tensión menor.C-salen al exterior 4 terminales. Para poder conectar a 230V o 115V.el primero se unen T2 y T3 y las 2 líneas de alimentación a T1 y T4.y para la conexión a 115V se conectan la T1 y T3a una línea y T2 y T4 a la otra línea.

12. A-

B-si se ponen en ranuras distintas puede ocurrir que el inducido no gire o si gira no desarrolle el par deseado.

13. A- datos básicos (número de espiras, calibre del hilo etc.), marcar con un punzón el

estator la ranura o ranuras que se encuentran en el centro de cada polo.B-

Potencia (CV) Velocidad (r.p.m) Tensión (V) Corriente (A)Frecuencia Tipo Cifra clave Factor sobrecargaCalentamiento adm Modelo Número de serie Fases

Rotor Numero de delgas Numero de ranuras Paso bobinasPaso colector Numero de espiras Bobinas/ranuras Diámetro conductor

Paso conexiones equipotencial

Estator Numero polos Numero Diámetro Numero

ranuras conductor seccionesC-se monta el inducido sobre son caballetes se bobina las 24 bobinas y se conectan con sus respectivas delgas.

14. A- debe hacerse con sumo cuidado porque se puede romper fácilmente.

B- se deben facilitar los datos de la placa de características, como el paso del colector.

15. A- El arrollamiento inducido puede ser imbricado u ondulado.

Imbricado: es cuando las terminales iniciales y finales de cada bobina van conectadas a dos delgas contiguas del colector.Ondulado: la separación entre las delgas a las cuales van unidas las terminales iniciales y finales de cada bobina es de 180° geométricos en motores tetra polares(los grados dependen de los polos ,120° he apolar, 90° octopolar)B- es mejor el imbricado porque el ondulado depende de los grados y de mucha exactitud.

16. Contacto a masa: se utiliza una lámpara de prueba.se conecta a la carcasa del

estator y al borde del arrollamiento. Si hay uno o varios contactos a masa, la lámpara encenderá.Corto circuito: hay dos métodos: 1-midiendo la caída de tensión, la resistencia y tocar si hay calentamiento en cada bobina.2-tambien aplicando una tensión continúa a todo el arrollamiento y probar si hay un campo magnético. Se acerca una pieza de hierro, y si algún polo ejerce la mínima atracción a dicha pieza, este contieneAlguna bobina con un cortocircuito.

17. A- anotando: paso de bobina, el número de espiras, la clase de arrollamiento

(imbricado u ondulado), el número de lados de bobina por ranura (uno, dos o tres), el paso en el colector, diámetro del conductor.B-por que así se tienen la información básica del motor y facilitar la compra de la pieza exacta o presida.C-porque da una referencia de cada parte e información del motor para un posible arreglo o compra de una pieza

18. A- Rebobinado

1-se carca en el núcleo las ranuras donde van alojadas los dos lados de una misma bobina y también las dos delgas del colector a las cuales van conectados los terminales de bobina. Luego se cuenta cuantas delgas hay hasta alcanzar las que estén unidas a las terminales de bobinase extrae el arrollamiento del inducido, anotando: paso de bobina, el número de espiras, la clase de arrollamiento (imbricado u ondulado), el número de lados de bobina por ranura (uno, dos o tres), el paso en el colector, diámetro del conductor. Luego se ve el estado del colector.2- se monta el inductor en dos caballetes y se empieza a rebobinar con dos hilos del mismo calibre.3- se empieza con las siguientes dos bobinas de la misma forma (introduciendo los dos extremos iniciales en las muescas), el proceso se repite hasta que todo el inducido queda bobinado.4- concluido ya todo el bobinado, los terminales

finales que se hallan dobladas sobre el núcleo quedan listo para ser conectados con su respectiva s delgas.B- esto para evitar que este arrollamiento sea proyectado al exterior por la fuerza centrífuga que genera el giro del inducido.

19. A- Si cada par de ranuras alojan solo una bobina se obtiene un arrollamiento con

un lado de bobina por ranura.

Si hay dos bobinas en la misma ranura, será un arrollamiento con dos lados de bobina por ranura.

Si en un par de ranuras hay tres bobinas alojadas, será un arrollamiento con tres lados de bobina por ranura.

B- 2:1 2:2 y 2:3 respectivamente

20. A-

B-

21. A-

B-

22. A-son conexiones cortas de hilo aislado que, unen entre si aquellas delgas del

colector que se hallan a idéntico potencial.B-sirven para reducir de forma notable la circulación de corriente de compensación debidas a desigualdad en el entrehierro existente entre el estator y el rotor. Además si hay

conexiones equipotenciales en un motor tetra polar permite emplear solo dos escobillas. C-si no hay conexiones equipotenciales el número de escobillas debe ser igual a la de los polos del arrollamiento.

23. A-se identifica porque la hoja de sierra vibrara en cualquier punto del inducido,

denotando la presencia de cortocircuito provocado por dichas conexiones.B-no se puede detectar con una bobina de prueba, ya que las bobinas en cortocircuito dan lugar a una caída de tensión mínima, que se traduce en una menor desviación de la aguja de la mili voltímetro.

C-un método excelente para detectar cortocircuito consiste en: quitar o levantar las escobillas para que no hagan contacto con las delgas del colector. Luego se conecta a la alimentación (como las escobillas no están en contacto, no arrancara), se hace girar con la mano. Si existe algún cortocircuito, se detentar en un determinado punto es probable que hay se situé la falla (si no hay cortocircuito girara sin ningún problema), luego se procede a rebobinar.

24. A-

Paso en el colector =

Número total de delgas -1

Numero de pares de polo

B-paso en el colector =45-1/2 =22C-debido a que el arrollamiento ondulado es análogo al imbricado, y esto cambia su paso en el colector y la bobina y es innecesario dichas conexiones.

25. A-

B-se deslizan las escobillas unos 15°para que se invierta el giro .esto se produce cuando se afloja una tuerca que mantiene sujeto el brazo de escobillas contra el escudo , desplazar el brazo a la posición opuesta y volver a fijar la tuerca.

26. Escobillas: se construyen de tamaños, formas y materiales diversos, según el tipo

de motor. Están expuestas a doble desgaste mecánico y eléctrico, de deben cambiar

periódicamente. La mayoría se fabrica a base de carbón o de granito. también por mezcla de grafito y polvillo metálico.

27. A- es el punto en el cual las escobillas se hayan y el motor no gira en ningún

sentido.B-se desplaza el juego de escobillas hasta que el motor no gire en ningún sentido .luego se mueve ligeramente en el sentido de las agujas del reloj o al contrario, y girara el motor.C-se determina este punto para cambiar el sentido del giro, con las escobillas.D-el eje neutro falso es cuando el sentido de desplazamiento es opuesto al de giro.

28. A-El motor no podría arrancar o si arranca producirá chispas.

B-va a quedar afectado por una corriente parasita en la carcasa, y podría haber una descarga.En coso de conectar un voltaje elevado producirá un chispazo en el punto que esté conectado a masa.

29. (a) ¿En qué se diferencia el motor de repulsión propiamente dicho del motor de

repulsión solo en el arranque?

Se diferencia en que siempre es del tipo de escobillas no separables y porque no lleva mecanismo centrífugo alguno.

(b) ¿Cómo puede reconocerse esta diferencia por inspección visual?

Se ejecuta por lo general con cuatro, seis u ocho polos, y suelen sacarse cuatro terminales al exterior para que pueda funcionar con dos tensiones diferentes. El colector es de tipo axial.

30. (a) ¿Qué es un arrollamiento de compensación y cómo va conectado en el circuito

del motor? Dibujar un esquema representativo

Es un arrollamiento adicional.Va conectado en serie con el devanado del inducido.

(b) ¿Por qué hay motores de repulsión provistos de arrollamiento de compensación?

Porque el objeto es elevar el factor de potencia y permitir un mejor ajuste de la velocidad.

31. (a) Dibujar el esquema de un motor de repulsión compensado bipolar, de uno

tetrapolar y de uno hexapolar.

(b) ¿Qué factores determinan la velocidad de estos motores?

Los de potencia.

32. (a) ¿Cómo puede distinguirse un motor de repulsión e inducción de los demás

tipos de motores de repulsión?

Por dentro se verá que el inducido lleva, además del arrollamiento normal, otro de barras (jaula de ardilla), dispuesto debajo de las ranuras donde va alojado el primero.

(b) ¿Puede hacerse tal distinción por simple inspección? ¿Por qué?

Sí, al conectarlo con la red, dejando que alcance su plena velocidad de régimen. Entonces se levantan todas las escobillas, de modo que dejan efectuar contacto con el colector. Si el motor sigue girando a su velocidad de régimen, es uno de repulsión e inducción.

33. Explicar el funcionamiento de un motor de repulsión reversible eléctricamente.

El primer arrollamiento, desfasado 90º con respecto al segundo, tiene un extremo conectado en el punto de unión de dichas secciones. La tensión de alimentación se aplica entre el otro extremo del primer arrollamiento estatórico y el extremo libre de una cualquiera de las secciones del segundo: según se elija una u otra sección, el motor girara en uno u otro sentido. En efecto, por ser opuesta la polaridad magnética de ambas secciones, el eje del campo magnético resultante queda desplazado hacia uno u otro lado del eje de las escobillas, y determina la rotación del motor en el sentido correspondiente.

34. Describir mediante un ejemplo la manera de rebobinar el estator de un motor de

repulsión para adaptarlo a una nueva tensión de servicio.

Un motor de repulsión para 115/230V debe ser rebobinado de nodo que pueda trabajar a 230/460V.

Número nuevo = 230 x número = 2 x número primitivo de espiras de espiras 115 primitivo de espiras

Se ve, pues, que será preciso doblar el número de espiras de cada bobina:

Sección mayorada nueva = 115 x sección mayorada primitiva = 1 x sección mayorada prim. 230 2

Por consiguiente, la sección mayorada del nuevo conductor deberá ser la mitad de la del conductor primitivo. Por ejemplo, si el hilo primitivo era de calibre nº16, el nuevo deberá ser de calibre nº19.

En el rotor del motor no es necesario efectuar modificación alguna.

35. (a) ¿Qué causas pueden impedir el arranque de un motor de repulsión tras cerrar

el interruptor de conexión a la red?

Un fusible quemado, cojinetes desgastados, escobillas atascadas en los portaescobillas, escobillas desgastadas, arrollamiento estatórico o rotórico interrumpido, posición errónea de los portaescobillas, cortocircuito en el inducido, suciedad en el colector, conexión errónea de los terminales, inducido puesto en cortocircuito por el collar.

(b) Explicar, cómo puede circular corriente por el rotor de este motor a pesar de no estar las escobillas conectadas a ninguna red de alimentación.

36. (a) ¿Cuántos terminales de alimentación se utilizan para un motor de repulsión?

(b) ¿Y para un motor monofásico?

37. (a) Explicar por qué una posición errónea de los porta-escobillas puede impedir el

arranque de un motor de repulsión.

Porque si se decalan más allá de la misma, en uno u otro sentido, el motor arranca con un par muy exiguo o bien, no arranca en absoluto, en cuyo caso saltan los fusibles por exceso de corriente.

(b) ¿Cómo se determina la posición correcta de los mismos?

Desplazando los portaescobillas hacia la derecha y hacia la izquierda del eje neutro, hasta que el motor posee el par adecuado.

(c) ¿Qué sucede si las escobillas no se desplazan suficientemente?

La posición del eje ya no será la misma de antes.

38. (a) ¿Qué efecto ejercen unos cojinetes desgastados sobre el funcionamiento de un

motor de repulsión?

Si los cojinetes están desgastados hasta el punto de que el rotor roza contra el estator, cuando se cierra el interruptor de alimentación el motor emite un zumbido característico e intenta iniciar el giro, pero no llega a arrancar.

39. (a) ¿Qué efecto ejerce la suciedad del colector sobre el funcionamiento de un

motor de repulsión solo en el arranque?

No circulara corriente alguna por el inducido ya que la suciedad del colector impide que las escobillas hagan contacto con las delgas. El motor zumbará y se producirá chispas entre el colector y las escobillas.

(b) ¿Y sobre el de los demás tipos de motores de repulsión?

Sucede igual para todos los motores de repulsión.

40. (a) Describir el funcionamiento de un motor de repulsión sólo en el arranque cuyo

dispositivo centrífugo tiene el muelle defectuoso.

Funcionará como uno de repulsión; su marcha será ruidosa y su par muy exiguo. Además, las escobillas frotaran continuamente sobre el colector.

(b) ¿Cómo se determina la tensión correcta de este muelle?

Ajustando la tuerca de modo que la tensión del muelle de reduzca al valor adecuado

41. De todos los motores monofásicos estudiados hasta ahora, ¿Cuál es el que posee

un par de arranque más elevado? ¿Y cuál el que lo posee más reducido? Razonar las respuestas.

Repulsión e Inducción: El efecto de repulsión les confiere un elevado par de arranque, y en el caso de Repulsión e Inducción el efecto de inducción (arrollamiento de jaula de ardilla) les permite mantener un régimen de velocidad casi constante.

Repulsión solo de arranque: como su nombre lo dice, solo de arranque, una vez en régimen de servicio funciona como motor de inducción, con una característica de velocidad casi constante (característica de derivación).

42. (a) ¿Qué anomalías pueden ocurrir en un motor de repulsión cuando no arranca

correctamente al cerrar el interruptor de conexión a la red?

Un fusible quemado, cojinetes desgastados, escobillas atascadas en los portaescobillas, escobillas desgastadas, arrollamiento estatórico o rotórico interrumpido, posición errónea de los porta escobillas, cortocircuito en el inducido, suciedad en el colector, conexión errónea de los terminales, inducido puesto en cortocircuito por el collar.

(b) ¿Y cuando salta un fusible al cerrar dicho interruptor?

Contacto a masa del arrollamiento estatórico, conexión errónea de los terminales, escobillas sin contacto con el colector, cortocircuito en el inducido, desplazamiento incorrecto de las escobillas, cojinetes agarrotados.

43. (a) Enumerar diversas causas de chispas en el colector de un motor octopolar de

repulsión solo en el arranque.

(b) ¿Qué método se sigue para dilucidar la causa precisa de tales chispas?

El remedio es frotar bien el colector con un paño limpio y repasarlo luego con papel de esmeril de grano fino.