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Funcionamiento del motor eléctrico
El primer motor eléctrico industrial se consideró probablemente un avance en su día, aunque había mucho margen de mejora. A medida que la tecnología ha ido avanzando, los fabricantes de motores han desarrollado mejores motores que consumen menos energía y reducen los costes. Aunque es natural que los fabricantes empleen la última tecnología en la creación de motores eléctricos, el margen de mejora de los métodos de producción ha sido fundamental para mejorar la eficiencia de estos motores.
Un simple motor de corriente continua convierte la energía eléctrica de corriente continua en energía mecánica. Suele estar equipado con un elevado número de bobinas, lo que lo hace eficiente. Sin embargo, todavía puede producirse un gran desperdicio de energía debido a la fricción entre el conmutador y las escobillas, así como a la pérdida de par en determinados ángulos. Además, si el motor se atasca al intentar levantar una carga pesada, las bobinas del rotor pueden sobrecalentarse fácilmente y fundirse. Por eso, muchos aparatos industriales y domésticos pesados utilizan motores eléctricos.
Eficiencia del motor eléctrico
Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. La mayoría de los motores eléctricos funcionan a través de la interacción entre el campo magnético del motor y la corriente eléctrica en un bobinado de alambre para generar fuerza en forma de par aplicado en el eje del motor. Un generador eléctrico es mecánicamente idéntico a un motor eléctrico, pero funciona con un flujo de potencia inverso, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica.
Los motores eléctricos pueden ser alimentados por fuentes de corriente continua (CC), como las baterías o los rectificadores, o por fuentes de corriente alterna (CA), como una red eléctrica, inversores o generadores eléctricos.
Los motores eléctricos pueden clasificarse por consideraciones como el tipo de fuente de energía, la construcción, la aplicación y el tipo de salida de movimiento. Pueden alimentarse con CA o CC, ser de escobillas o sin escobillas, monofásicos, bifásicos o trifásicos, de flujo axial o radial, y pueden estar refrigerados por aire o por líquido.
Los motores normalizados proporcionan una potencia mecánica conveniente para el uso industrial. Los más grandes se utilizan para la propulsión de barcos, la compresión de tuberías y las aplicaciones de almacenamiento por bombeo, con una potencia superior a los 100 megavatios.
Eficiencia típica de los motores eléctricos
Los motores eléctricos afectan a casi todos los aspectos de la sociedad moderna. Se utilizan en la mayoría de los procesos industriales y, en algún momento, en la fabricación de casi todos los productos imaginables que se producen en una fábrica moderna. Los secadores de pelo, los ventiladores, los aparatos de aire acondicionado, los frigoríficos y congeladores, las aspiradoras y las batidoras de alimentos, así como una multitud de otros aparatos que utilizamos en nuestra vida cotidiana, utilizan motores eléctricos para convertir la energía eléctrica en energía mecánica. El motor eléctrico también se está imponiendo rápidamente como base del transporte futuro en los coches híbridos y eléctricos de batería, y además como fuente de accionamiento eléctrico de antiguos sistemas mecánicos auxiliares como bombas y compresores de aire acondicionado.
El principio básico de funcionamiento de un motor eléctrico no ha cambiado desde que se inventó esta tecnología en el siglo XIX. Un motor eléctrico consta de un elemento móvil, el rotor, y un elemento fijo, el estator, que está permanentemente unido a la carcasa. Cuando circula una corriente por el motor, los dos elementos tienen campos magnéticos diferentes, que se repelen. Esto hace que el rotor y el eje del rotor se muevan.
Pérdidas de los motores eléctricos
El uso de motores eléctricos energéticamente eficientes permite reducir considerablemente los costes energéticos y operativos. Se ha elaborado un manual para ayudar a la industria a identificar las oportunidades de aplicación rentable de estos motores. Abarca los factores económicos y operativos que deben tenerse en cuenta a la hora de tomar decisiones de compra de motores. Su público incluye a directores de planta, ingenieros de planta y otras personas interesadas en la gestión de la energía o en programas de mantenimiento preventivo.
32 CONSERVACIÓN, CONSUMO Y UTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA; 42 INGENIERÍA; MOTORES ELÉCTRICOS; EFICIENCIA; ADMINISTRACIÓN DE LA ENERGÍA DE BONNEVILLE; ANÁLISIS DE COSTES Y BENEFICIOS; ANÁLISIS ECONÓMICO; CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA; MANUALES; FUNCIONAMIENTO; ESPECIFICACIONES; TIPOS DE DOCUMENTOS; ECONOMÍA; MOTORES; ORGANIZACIONES NACIONALES; DOE de EE.UU.; ORGANIZACIONES DE EE.UU.; Motores eléctricos – Conservación de la energía; 320303* – Conservación, consumo y utilización de la energía- Procesos industriales y agrícolas- Equipos y procesos; 426000 – Ingeniería- Componentes, dispositivos y circuitos electrónicos- (1990-)