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%
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