1
00:00:00,300 --> 00:00:15,880
Bueno, en esta ocasión vamos a hablar sobre motores eléctricos que hoy en día pues cada vez están cobrando mayor importancia principalmente porque el rendimiento de un motor eléctrico es muy cercano al 100%.

2
00:00:15,880 --> 00:00:28,820
En contraposición con lo que puede ocurrir con otros tipos de motores como por ejemplo los motores térmicos que hemos visto en la lección anterior que tienen rendimientos inferiores al 50%.

3
00:00:28,820 --> 00:00:34,159
En el caso de los eléctricos tienen rendimientos mayores al 50%.

4
00:00:34,159 --> 00:00:42,100
Están basados en el hecho de que cualquier carga de movimiento genera un campo magnético

5
00:00:42,100 --> 00:00:49,820
y además la variación de flujo magnético con el tiempo da lugar a corrientes eléctricas.

6
00:00:49,820 --> 00:01:07,540
Entonces, estos dos fenómenos físicos son los principales causantes de que los motores eléctricos funcionen y del consumo de dicha energía, como veremos más adelante.

7
00:01:07,540 --> 00:01:33,689
En esta lección vamos a hacer una introducción sobre cuestiones generales relacionadas con las máquinas eléctricas y después nos vamos a centrar en los dos tipos de motores principalmente, los de corriente continua que son los que tienen mayores aplicaciones y los de corriente alterna que a su vez los vamos a clasificar en monofásicos y trifásicos.

8
00:01:33,689 --> 00:01:50,230
La clasificación de las máquinas eléctricas es relativamente sencilla. Las máquinas eléctricas pueden ser principalmente de dos tipos. Estáticas. Dentro de las máquinas eléctricas estáticas destaca solo y exclusivamente el transformador.

9
00:01:50,230 --> 00:02:15,050
El transformador sólo puede entenderse cuando estamos en corriente alterna y sabemos que los transformadores son muy utilizados sobre todo en las subestaciones para modificar los voltajes de transporte de las corrientes eléctricas ya que la corriente alto voltaje tiene menores pérdidas en la línea que cuando la corriente se hace a bajo voltaje.

10
00:02:15,050 --> 00:02:25,949
El consumo de bajo voltaje es importante, pero también es necesario el transporte a alto voltaje.

11
00:02:26,169 --> 00:02:30,030
Y para hacer estos cambios de voltaje necesitamos de transformadores.

12
00:02:30,689 --> 00:02:36,710
Y un transformador esencialmente es un núcleo de hierro en el cual tenemos los devanados primario y secundario,

13
00:02:36,710 --> 00:02:45,090
en el cual los voltajes están directamente proporcionales al número de devanados que tenemos en cada uno.

14
00:02:46,009 --> 00:02:55,990
Hay pérdidas principalmente por problemas de histéresis y por las corrientes de focal que se pueden originar en los núcleos de los transformadores.

15
00:02:57,849 --> 00:03:04,090
Pero en contraposición a las máquinas eléctricas estáticas, en contraposiciones al transformador,

16
00:03:04,090 --> 00:03:08,810
existen las máquinas eléctricas rotativas que son la mayor parte de ellas

17
00:03:08,810 --> 00:03:13,949
que pueden ser generadores como es el caso de los alternadores y las dinámeos

18
00:03:13,949 --> 00:03:20,530
o por el contrario pueden ser motores que es lo que nos vamos a un poco a ocupar en este tema

19
00:03:20,530 --> 00:03:25,569
motores que a su vez pueden ser de corriente continua o de corriente alterna

20
00:03:25,569 --> 00:03:33,270
esencialmente un motor o una máquina rotativa en general

21
00:03:33,270 --> 00:03:35,770
tiene dos partes

22
00:03:35,770 --> 00:03:37,669
principalmente. El estátor

23
00:03:37,669 --> 00:03:39,909
en el cual

24
00:03:39,909 --> 00:03:41,909
va a haber un campo

25
00:03:41,909 --> 00:03:43,870
magnético. Ese

26
00:03:43,870 --> 00:03:45,810
campo magnético puede ser

27
00:03:45,810 --> 00:03:47,789
un campo magnético que

28
00:03:47,789 --> 00:03:50,169
se haya generado mediante electromagnetismo

29
00:03:50,169 --> 00:03:52,030
es decir, que puede estar generado

30
00:03:52,030 --> 00:03:53,349
con electroimanes

31
00:03:53,349 --> 00:03:56,270
o no, o puede ser un campo magnético

32
00:03:56,270 --> 00:03:57,830
generado por imanes

33
00:03:57,830 --> 00:04:00,129
naturales. Y un rotor.

34
00:04:00,930 --> 00:04:01,610
En el rotor

35
00:04:01,610 --> 00:04:28,930
lo que vamos a tener es un devanado, vamos a tener un conjunto de bobinas, de bobinas que puede suceder dos cosas, si yo hago que el rotor se mueva en el seno del campo magnético generado por el estator, lo que se va es a generar una corriente eléctrica, por el principio de Faraday-Lenz, hay una variación de flujo con el tiempo, de flujo magnético con el tiempo,

36
00:04:28,930 --> 00:04:48,689
Entonces se genera una corriente eléctrica y es lo que ocurre en los alternadores. Si yo coloco unas escobillas, puedo de alguna manera conseguir rectificar esta corriente alterna y tener una corriente más o menos continua, más o menos, y es el caso de las dinamos.

37
00:04:48,689 --> 00:05:11,430
Pero si yo lo que tengo es que ese rotor lo alimento con una energía eléctrica, en el rotor también vamos a generar campos eléctricos, campos magnéticos, que interactuarán con los campos magnéticos del estátor y dará lugar, hará que aparezcan fuerzas de atracción-repulsión que nos hará girar el rotor.

38
00:05:11,430 --> 00:05:30,250
Pero claro, el giro del rotor, estamos en el caso del generador anteriormente explicado. Al girar el rotor se generan corrientes, que son corrientes eléctricas que van en contra del propio movimiento, que es lo que se conoce con el nombre de fuerza contraelectromotriz.

39
00:05:30,250 --> 00:05:34,930
y sería un poco la causa por la cual los motores consumen energía.

40
00:05:35,910 --> 00:05:38,389
Entonces, la fuerza contra electromotriz, como vemos aquí,

41
00:05:40,250 --> 00:05:43,230
pues va a depender de la propia constitución de la máquina,

42
00:05:44,189 --> 00:05:47,110
del flujo magnético y del número de revoluciones.

43
00:05:48,709 --> 00:05:51,670
Por otro lado, el par que se va a generar,

44
00:05:51,670 --> 00:05:55,670
pues también va a tener en cuenta esa energía,

45
00:05:55,670 --> 00:06:23,569
esa corriente que circula y el flujo magnético. Con lo cual, cada máquina va a tener unas condiciones de funcionamiento que son diferentes a cuando estamos en el arranque, en la aceleración o en el régimen de marcha.

46
00:06:25,670 --> 00:06:34,889
En el momento en el que conectar un motor a la red eléctrica, aparece lo que sería un par interno de arranque y un par resistente de arranque.

47
00:06:35,850 --> 00:06:46,509
Entonces, en el instante inicial, el par interno de arranque debe ser submayor que el par resistente, ya que si no es así, el sistema no se pone en marcha.

48
00:06:46,509 --> 00:06:57,800
A continuación, una vez que esté puesto en marcha, se exige que el motor tenga un par máximo capaz de dar vueltas,

49
00:06:57,800 --> 00:07:03,959
ya que debe vencer el par resistente y además debe acelerar el sistema contrarrestando el par de inercia.

50
00:07:05,459 --> 00:07:15,019
Y una vez que el motor alcanza su marcha de régimen, pues la velocidad está a carga constante.

51
00:07:15,019 --> 00:07:26,660
Entonces, como vemos, arrancar un motor, comenzar el funcionamiento, hacer que un motor empiece a girar, no es tarea sencilla, no es tarea fácil.

52
00:07:27,480 --> 00:07:35,180
Por dicho motivo, se suelen utilizar diferentes formas para arrancar los motores.

53
00:07:35,180 --> 00:07:47,540
Los motores podemos conectarlos con una fuerza excitatriz en serie, una fuerza excitatriz en derivación o en compote.

54
00:07:47,540 --> 00:08:04,819
Estas son las tres maneras en las cuales podemos tener un motor y en cada uno de los casos, pues aquí tenemos un poco como va a ser el cálculo de los pares de las velocidades y de las intensidades excitatrices.

55
00:08:05,180 --> 00:08:11,220
Lo entenderemos mucho mejor haciendo ejercicios numéricos de cada uno de estos casos.

56
00:08:12,180 --> 00:08:17,620
En cualquier caso, está claro que el rendimiento nunca va a ser del 100%.

57
00:08:17,620 --> 00:08:25,019
Entonces, las causas por las cuales hay pérdidas de potencia son primero, pues bueno, efecto Joule.

58
00:08:26,019 --> 00:08:32,500
Tenemos conductores, pasan corrientes por los conductores, luego va a haber degradación de la energía y conversión de esta en calor.

59
00:08:33,480 --> 00:08:43,879
Además de esto, tenemos pérdidas en los hierros, por problemas de corrientes de fucaol, por problemas de ciclos de esteresis, etc.

60
00:08:44,279 --> 00:08:51,980
Y también vamos a tener pérdidas mecánicas en los cojinetes, en las escobillas, por el razamiento con los colectores.

61
00:08:51,980 --> 00:08:58,980
Entonces, todo esto hace que el rendimiento de nuestro motor siempre sea inferior a un 100%.

62
00:08:58,980 --> 00:09:09,919
Y que tengamos que tenerlo en cuenta independientemente de la forma en que hayamos hecho las conexiones.

63
00:09:12,360 --> 00:09:18,700
Otra cuestión también a tener muy en cuenta es que el sentido de giro de un motor va a depender de su polaridad.

64
00:09:19,299 --> 00:09:24,799
Con lo cual, en algunas veces, podemos hacer que el giro sea reversible cambiándole la polaridad.

65
00:09:24,799 --> 00:09:34,120
Bueno, en el caso de los motores de corriente, en corriente alterna, tenemos dos posibilidades

66
00:09:34,120 --> 00:09:39,179
Que estemos en corriente alterna monofásica o en corriente alterna trifásica

67
00:09:39,179 --> 00:09:47,259
A su vez, los motores monofásicos pueden ser de dos tipos, síncronos y asíncronos

68
00:09:47,259 --> 00:09:50,340
En este caso estamos en el caso de un motor síncrono

69
00:09:50,340 --> 00:10:06,559
Evidentemente la corriente alterna tiene una determinada frecuencia, entonces nosotros podemos hacer girar nuestro motor con una frecuencia síncrona a la frecuencia de la corriente alterna.

70
00:10:06,559 --> 00:10:18,139
Y en este caso pues hablamos de motores síncronos en el cual pues de alguna forma 60 veces la frecuencia pues nos puede dar la velocidad de giro de nuestro motor.

71
00:10:18,139 --> 00:10:34,620
Pero también podemos tener motores asíncronos, en donde hay un deslizamiento, donde no coinciden exactamente los polos de los campos magnéticos, sino que hay un cierto desfase.

72
00:10:35,519 --> 00:10:39,320
Esto también lo entenderemos mejor con problemas numéricos.

73
00:10:39,320 --> 00:11:03,440
Bien, las curvas de las características para los motores monofásicos son muy parecidas a los motores de corriente continua, aunque sí es cierto que en este caso, pues, los pares de arranque van a depender, hay que tener en cuenta la hora de tener en cuenta los pares de arranque,

74
00:11:03,440 --> 00:11:11,080
que en el caso de la corriente alterna existe lo que conocemos con el nombre de factor de potencia

75
00:11:11,080 --> 00:11:15,500
y hablamos de potencia activa y reactiva.

76
00:11:16,519 --> 00:11:23,480
Entonces, en este caso, pues las pérdidas que contabilizábamos en los ciclos de histéresis

77
00:11:23,480 --> 00:11:27,059
para el caso de corrientes de motores de corriente alterna

78
00:11:27,059 --> 00:11:32,480
van a tener una mayor importancia que la que tenían en los motores de corriente continua.

79
00:11:32,480 --> 00:11:51,759
Entonces, los cálculos y la forma de resolver es exactamente la misma, pero en este caso hay que usar fasores y hay que considerar que la corriente alterna tiene un factor reactivo que no lo tenemos en cuenta en el caso de los motores de corriente continua.

80
00:11:51,759 --> 00:12:01,700
Por otro lado, pues lo demás es un poco muy parecido a lo que ya hemos utilizado ya en corriente continua

81
00:12:01,700 --> 00:12:05,899
y ya os digo que prácticamente el tratamiento es el mismo

82
00:12:05,899 --> 00:12:13,639
siempre y cuando consideremos o tengamos en cuenta el hecho de que en corriente alterna

83
00:12:13,639 --> 00:12:22,899
se usan fasores y hay un factor de potencia que tendremos que tener en cuenta a la hora de hacer pues todos el cálculo y el proceso.

84
00:12:24,000 --> 00:12:31,279
Y así finalmente llegamos a los motores trifásicos en donde pues tenemos lo mismo que los monofásicos

85
00:12:31,279 --> 00:12:42,940
pero esta vez tenemos las tres fases, las tres fases típicas de los motores trifásicos, RST y el problema un poco está triplicado

86
00:12:42,940 --> 00:12:50,940
Porque ahora hablamos de esas tres fases y el problema aparece sobre todo a la hora de establecer el arranque.

87
00:12:52,720 --> 00:13:03,940
Los motores trifásicos a la hora de arrancar y llegar a su velocidad de régimen son más complejos que los motores que nosotros hemos tenido en cuenta.

88
00:13:03,940 --> 00:13:27,299
Entonces en estos casos, en el caso de los motores trifásicos, la forma en cómo se realiza el arranque es un poquito más compleja porque con la finalidad de mejorar y de disminuir el trabajo a la hora del arranque,

89
00:13:27,299 --> 00:13:45,080
El arranque se suele hacer en estrella y después una vez que está en estrella y que hemos conseguido sobrepasar ese momento de inercia se pasa a triángulo y de esa manera pues tenemos dos estados por así decirlo.

90
00:13:45,080 --> 00:13:48,259
el estado en estrella que es el estado de arranque

91
00:13:48,259 --> 00:13:51,159
y una vez que hemos arrancado la primera fase

92
00:13:51,159 --> 00:13:53,419
pues ya pasamos a triángulo

93
00:13:53,419 --> 00:14:00,240
y así conseguimos que se disminuya un poco

94
00:14:00,240 --> 00:14:04,000
todo este problema de las potencias activas y reactivas

95
00:14:04,000 --> 00:14:08,360
que son típicas de los motores trifásicos

96
00:14:08,360 --> 00:14:13,480
yo esto también creo que lo vamos a entender muchísimo mejor

97
00:14:13,480 --> 00:14:18,000
cuando lo tratemos con problemas numéricos

98
00:14:18,000 --> 00:14:20,779
de momento pues lo vamos a dejar aquí

99
00:14:20,779 --> 00:14:25,620
haciendo una pequeña pincelada a todo lo que son los conceptos básicos

100
00:14:25,620 --> 00:14:34,840
una pequeña presentación de toda esta problemática de los motores eléctricos

101
00:14:34,840 --> 00:14:39,980
y bueno pues yo repito que después hagáis los problemas numéricos

102
00:14:39,980 --> 00:14:47,419
porque ahí ya os vais a terminar de entender un poco de cómo son los funcionamientos y la importancia que tiene en cada uno de los casos.

103
00:14:48,360 --> 00:14:56,000
Espero que os haya gustado la presentación y vais a tener una especie de ejercicio de autoevaluación como siempre

104
00:14:56,000 --> 00:15:00,740
y unos problemas numéricos que os van a terminar de aclarar todos estos conceptos.