Diseño de motor eléctrico.



INTRODUCCIÓN
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas, si se losequipa con frenos regenerativos.
Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.
La mejor manera de explicar las etapas de diseño y construcción de un motor esejemplificando dicho procedimiento, es por eso que en el presente trabajo se explica el diseño y construcción de un motor de corriente continua de forma artesanal.
El propósito de este artículo es dar a conocer las características principales de los motores eléctricos, mencionar las ventajas y limitaciones que presentan y mencionar las condiciones más comunes en que su aplicación es aconsejable.Diseño de un motor de corriente continua.
Una máquina (generador o motor) de CC está constituida por una parte fija o estator y una parte móvil o rotor. El estator está formado por la culata (1) que pertenece al circuito magnético del inductor y que tiene como función, además de conducir el flujo, hacer de soporte mecánico del conjunto. En las máquinas pequeñas seconstruye de hierro fundido y, en las grandes, con plancha de acero curvada. La culata o carcasa contiene también los pies (13) sobre los que se apoya la máquina.
1) Culata
2) Núcleos
3) Cabeza o zapata polar
4) Polos auxiliares
5) Polos de conmutación
6) Inducido
7) Rotor
8) Devanado inductor
9) Devanado de polos auxiliares y de conmutación
10) Conmutador



En la parte interna de laculata se fijan los polos, que están constituidos por los núcleos (2), realizados en chapas de acero apiladas, sobre los que se coloca el devanado inductor o de excitación (8). La parte de los polos que está enfrentada al rotor a través del entrehierro se ensancha para abarcar una mayor sección mediante la cabeza o zapata polar (3). Para mejorar la conmutación (problemas de la reacción de inducido),estas máquinas suelen llevar otros polos intermedios (4) y (5), que reciben también el nombre de polos auxiliares o de conmutación. El devanado (9) de estos polos se conecta en serie con el inducido. En el trabajo que nos ocupa, la máquina no tendrá polos auxiliares.
El rotor está formado por el inducido (6) y el colector de delgas o conmutador (10). El inducido se construye con discos de chapade acero al silicio que presenta unas serie de ranuras (y dientes) para alojar en ellas el correspondiente devanado.
Los devanados de inducido de las máquinas de CC son habitualmente cerrados, lo cual indica que el bobinado se cierra sobre sí mismo sin principio ni fin y pueden ser de dos tipos: imbricados y ondulados, dependiendo de si se cruzan o no las partes de la bobina observadas desde ellado del colector.
Sin embargo, para mayor sencillez en el desarrollo del trabajo, no se van a utilizar estos tipos de bobinado ya que son costosos de generar y la dificultad aumenta mucho. Se trabajará, tal como se explica en el apartado 5 con una máquina de polos salientes en el estator y con bobinado imbricado u ondulado en el rotor. También puede hacerse con polos salientes en el rotor, perola máquina no tendrá tan buen rendimiento.
En la siguiente figura se muestran los dos tipos de devanados dibujados en perspectiva y en forma desarrollada:


Se observa en ambos casos que las bobinas que forman los devanados (imbricado u ondulado) constan de dos lados activos que se sitúan debajo de polos opuestos para conseguir la mayor tensión inducida posible. Esta posibilidad no se tendrá...