Motores VE

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Tema:1 Motores eléctricos 
Realizado por: Fabricio Espinoza
Universidad Politécnica Salesiana Ingeniería Automotriz
Objetivos
Objetivos específicos
• Analizar el funcionamiento de los motores eléctricos, y las diferencias 
que existen entre los mismos.
• Conocer los componentes que conforman un motor eléctrico. 
Objetivo general
• Estudiar los diferentes motores eléctricos aplicados en un vehículo 
hibrido o eléctrico. 
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Introducción.
Los vehículos eléctricos con mayor eficiencia energética bajo costo de mantenimiento y operación libre
de contaminación, ofrece una excelente alternativa a los populares motores térmicos. Un motor en un
vehículo eléctrico proporciona la fuerza necesaria para la propulsión de un vehículo, los diferentes
motores se comparan en base de diferentes parámetros.
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Clasificación de motores eléctricos por su corriente de alimentación. 
Clasificación por el tipo de 
corriente de alimentación.
Corriente alterna (CA)
Corriente continua (DC)
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Desarrollo 
Tipos de motores eléctricos
Motores de corriente continua 
Excitación independiente
Excitación serie
Excitación derivación 
Excitación compuesta 
Motores de corriente alterna 
Motores síncronos 
Motores asíncronos 
Monofásicos Trifásicos 
Bobinado auxiliar
Espira en 
cortocircuito 
universal 
Rotor bobinado 
Jaula de ardilla 
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Desarrollo 
Motores de corriente continua 
Un motor de corriente continua esta compuesto por el rotor y el inductor que a su vez se componen de:
Un imán fijo que constituye el inductor (estator) 
Un bobinado denominado inducido que es capaz de girar en el interior del primero, cuando recibe una corriente DC
Escobillas cuya función es la de transmitir la corriente proveniente de la fuente DC al colector o conmutador.
El colector o conmutador es un conjunto de laminas (delgas) que van montadas sobre el rotor.
Eje tiene como responsabilidad ser la parte móvil del rotor.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Motor de corriente continua con escobillas.
Utiliza un imán
permanente (carcasa ,
estator) que genera un
campo magnético
continuo.
Las espiras están unidas a un
núcleo de hierro y giran
debido a la creación de un
campo magnético al hacer
circular por ellas una
intensidad.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Motor de corriente continua con escobillas.
Estator: Es el encargado de
generar un campo
magnético que rodea el
rotor, puede ser generado
por imanes permanentes o
por bobinados
electromagnéticos
Rotor: El rotor esta compuesto
por uno o mas bobinados.
Cuando este bobinado se
energiza producen un campo
magnético, los polos del rotor
son atraídos por los polos del
Estator produciendo así el
movimiento.
Esta acción se denomina
conmutación.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
El conmutador es un dispositivo de anillo
dividido envuelto alrededor del eje que
contacta físicamente con los cepillos, que
están conectados a polos opuestos de la
fuente de alimentación.
A medida que las escobillas pasan por el
espacio del conmutador, cambian de
polarización con el fin de que se genere una
atracción de las diferentes polaridades y
mantener el rotor girado en el campo
magnético del estator.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Característica par - velocidad
T = Par de la maquina.
V = La tensión de alimentación del motor.
Km = Constante del motor.
ɸ = Flujo magnético total. 
Ra = Resistencia de la armadura del motor.
Esta ecuación demuestra que el par es máximo 
durante el arranque y disminuye conforme 
avanza el régimen de giro. 
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Motores eléctricos por corriente continua. 
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Ventajas. Desventajas.
Fácil control debido a la linealidad. Desgaste de las escobillas.
Tecnología establecida. Velocidad máxima baja en comparación 
de otros motores.
Permite el frenado regenerativo. Emisiones electromagnética debido al
conmutador.
Capacidad de proporcionar par
independiente y control del flujo.
Bajo rendimiento.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Plan de mantenimiento
Porta escobillas
Comprobar la libre
circulación de las
escobillas pero sin
grandes holguras para
evitar chispazos.
Controlar la distancia
entre el porta escobillas y
el conmutador sea la que
indica el fabricante, que
suele ser igual o un poco
menor a 2 mm.
Escobillas.
Respetar características de las escobillas
que pone el fabricante y no mezclar
diferentes tipos de escobillas en uso.
La cantidad de escobillas y características
de las escobillas montadas por el
fabricante se han tomado a partir de la
potencia exigida a la máquina, al variar
esta potencia de trabajo continuo se debe
adecuar la cantidad o características de las
escobillas a las nuevas circunstancias de
trabajo para evitar desgastes prematuros
de las escobillas o incluso daños en el
motor.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Plan de mantenimiento
Conmutador. 
• Tiene que evitar grasas o
aceites en la superficie del
conmutador y la humedad
excesiva.
• El desgaste del conmutador
se debe vigilar el desgaste
entre la zona de paso de las
escobillas.
• Teniendo que controlar la
zona de desgaste donde
pasa las escobillas y no
pasa.
Rodamientos cojinetes.
Para alargar la vida útil de los cojinetes se
debe lubricar correctamente en la
cantidad, tipo de grasa y periodo de
tiempo que marca el fabricante.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Plan de mantenimiento
Ventilación. 
• Mantener la carcasa limpia
para facilitar el intercambio
de calor con el exterior.
Resistencia de asilamiento.
Comprobar la resistencia de asilamiento
periódicamente según indique el
fabricante para comprobar el correcto
asilamiento de los bobinados.
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Motor de corriente continua sin escobillas.
El conmutador se realiza
de forma electrónica, es
un motor síncrono de
imanes permanentes,
debido que el rotor es un
imán permanente elimina
la necesidad de escobillas.
El estator esta compuesto de
bobinas
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Motores eléctricos por corriente continua. 
Motor de corriente continua sin escobillas.
El imán del rotor intenta
alinearse con el
electroimán energizado del
estator, y tan pronto como
se alinea, se energiza el
siguiente electroimán.
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Desarrollo 
Comparación de los tipos de motores 
de corriente continua 
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Motores corriente alterna
Motores de corriente alterna 
EL motor de uso mas común en la industria es el motor de tres fases de inducción.
Este tipo de motores posee tres partes principales: 
El estator es la parte estacionaria del circuito magnético del motor.
El rotor es la parte giratoria del circuito electromagnético del motor.
El recinto protege las partes internas del motor del agua y otros elementos del medio ambiente.
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Motores de corriente alterna.
Motores asincrónico.
Trabajan con corriente alterna, lo que
nos obliga a convertir la corriente
continua de la batería en corriente
alterna.
El motor asíncrono posee contiene
bobinas trifásicas, situadas en el
estatoro carcasa, cada una desfasada
a 120 grados.
La velocidad del estator no 
es igual a la velocidad del 
rotor.
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Motores de corriente alterna.
Motores asincrónico.
Estator
• Contiene 3 devanados .
• Estos devanados están
desfasados 120 grados.
Rotor
Bobinado: Los devanados 
del rotor son similares al 
del estator con el que 
esta accionado. 
Jaula de ardilla:
Los conductores del rotor
están distribuidos por la
periferia del rotor. Los
extremos están
cortocircuitados.
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Desarrollo 
Los motores asincronimo basan su funcionamiento en la creación de un campo magnético giratorio en el entre hierro, 
debido a la circulación de corriente alterna por los devanados trifásicos y la influencia de los polos magnéticos del 
estator
Principio de funcionamiento 
La velocidad de giro de este campo 
magnético en rpm es: 
𝑛𝑠 =
120𝑥𝑓
𝑝
f= frecuencia de alimentación 
p = numero de polos del devanado del estator
ns= velocidad de giro, en rpm 
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Desarrollo 
Ejemplo 
Si se suministra energía eléctrica a un motor de 20HP de dos polos a una frecuencia de 60Hz. ¿Cuál será la velocidad 
sincronía del motor?
𝑛𝑠 =
120𝑥𝑓
𝑝
𝑛𝑠 =
120𝑥60
2
𝑛𝑠 = 3600 𝑟𝑝𝑚
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Desarrollo 
La velocidad de giro de un motor eléctrico esta determinada por el numero de polos magnéticos, entre mas polos el 
motor revolucionara mas lentamente.
La razón para utilizar motores de menor velocidad es para incrementar el torque o par que puede entregar el motor. 
Este termino se refiere al equivalente de fuerza por distancia que es capaz de ejercer un motor en cada giro. El giro 
de un motor tiene dos características: el par motor y la velocidad de giro
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Desarrollo 
Potencia 
La potencia puede ser calculada si se conoce el torque requerido por el equipo, mediante la siguiente ecuación:
𝑝𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝑡𝑜𝑟𝑞𝑢𝑒 𝑁𝑚 𝑜 𝑝𝑖𝑒 − 𝑙𝑖𝑏𝑟𝑎 𝑥 𝑟. 𝑝.𝑚.
𝑘
Donde: 
Potencia ser expresada en HP o kW, deprendiendo de las unidades empleadas.
K es una constante, igual a 7.124 si T esta en Nm; y 5.250 si T esta en pie-libra. 
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Desarrollo 
Deslizamiento 
Se le llama deslizamiento “s” a la diferencia entre la velocidad de sincronismo ns y la del rotor n, expresada como un 
porcentaje de la velocidad de sincronismo.
𝑠 =
𝑛𝑠 − 𝑛
𝑛𝑠
𝑥 100
Por ejemplo, si un motor de 2 polos a 60 Hz tiene una velocidad a plena carga de 3.550 rpm, el deslizamiento del 
mismo es: 
𝑠 =
3600 − 3550
3600
𝑥 100
𝑠 = 1.39 %
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Motores de corriente alterna.
Las conexiones de los devanado:
• Conexión estrella
• Conexión triangulo. 
Llamamos deslizamiento a la diferencia de velocidad entre
la velocidad síncrona y la velocidad del rotor, expresada
en tanto por uno o en % (a plena carga s = 3% - 8%), se
puede calcular con la siguiente formula:
𝑆 =
𝑁𝑠 − 𝑁𝑟
𝑁𝑠
∗ 100
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Desarrollo 
Aislamiento 
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Motores de corriente alterna.
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Motores de corriente alterna.
Para cambiar el sentido del giro del 
motor.
• Estrella
• Triangulo. 
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Motores de corriente alterna.
Circuito equivalente de una maquina de inducción.
U1 = Tensión de alimentación del motor.
I1 = Intensidad que circula en el estator.
I2 = Intensidad que circula en el rotor referida al estator.
R1 = Resistencia equivalente del bobinado del estator.
L1 = La inductancia equivalente del bobinado del estator.
R2 = Resistencia del rotor.
L2 = Inductancia del rotor.
Rfe = Perdidas en el hierro.
Lu = inductancia magnetizante de la maquina.
Rc = Resistencia ficticia que representa la potencia
mecánica que se entrega en el eje de la maquina.
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Motores de corriente alterna.
Resistencia ficticia.
𝑅𝑐 = 𝑅2 ∗
1
𝑠
− 1
• La expresión del par interno se deduce calculando la
potencia interna desde el punto de vista eléctrico y
desde el punto de vista mecánico, e igualando
ambas formulaciones.
• Se entiende que es cuando la potencia eléctrica se
convierte en mecánica y viceversa, funcionando
como motor o generador.
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Motores de corriente alterna.
La Expresión de la corriente absorbida eléctricamente es 
:
𝑃𝑒𝑙𝑐 = 3 ∗ 𝑈1 ∗ 𝐼1 ∗ cos𝜙
Donde:
U1 es la tensión de alimentación.
I1 corriente absorbida
Cos 𝜙 factor de potencia de la maquina. 
La expresión de la potencia mecánica producida es:
𝑃𝑚𝑒𝑐 = 𝑇 ∗ 𝑛𝑠
Donde:
T es el par producido.
Ns velocidad de sincronismo ( rad/s).
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Motores de corriente alterna.
Igualando las dos ecuaciones anteriormente descrita de la 
potencia mecánica y eléctrica se obtiene.
𝑇 =
3 ∗ 𝑅2 ∗ 𝐼2
𝑠 ∗ 𝑛𝑠
T = Torque.
R2 = Resistencia del rotor referida al estator.
I2 = Corriente en el rotor referida al estator.
S = Deslizamiento. 
ns = Velocidad de sincronismo ( rad/s ).
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Motores de corriente alterna.
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Motores de corriente alterna.
Modos de operaciones.
El motor, para ponerse en marcha, debe desarrollar un
par electromagnético que supere todos los pares
resistentes en el arranque.
Existe tres modos de funcionamiento del motor:
• Funcionamiento del motor: deslizamiento entre 0 y 1
• Funcionamiento del generador: deslizamiento
negativo.
• Funcionamiento de freno : deslizamiento superior a 1
S menor a cero, funciona como generador debido que la velocidad del 
rotor es mayor a la velocidad de sincronismo.
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Motores de corriente alterna.
Ventajas Desventajas
Tecnología madura y bien establecida. La técnica de control es mas complejas en 
comparación de otros motores.
El mantenimiento es muy bajo en
comparación de los motores de corriente
continua.
Requisitos altos en la tolerancia de 
producción.
Alta disponibilidad. Menor eficiencia y densidad en 
comparación de los motores de flujo axial
y de imanes permanentes.
El tren de potencia es mas compacto
comparado con los motores de corriente
continua.
Excelente comportamiento dinámico
cuando se usan en combinación con un
convertidor electrónico.
La eficiencia es mejor que los motores a
corriente continua.
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Motores de corriente alterna.
Motor síncrono. 
Las maquinas síncronas pueden
funcionar como generadores o
como motores.
Este motor tiene la
característica de que su
velocidad de giro es
directamente proporcional a la
frecuencia de la red de
corriente alterna que lo
alimenta.
El motor síncrono, utiliza el
mismo concepto de un campo
giratorio producido por el
estator con la característica
que el rotor consta de
electroimanes o de imanes
permanentes.
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Motores de corriente alterna.
Arranque de un motor Síncrono 
Los motores síncronos no pueden arrancar
por si solos, ya que se genera un
desplazamiento al momento de arrancar
debido que el rotor esta parado y el campo
magnético se establece una velocidad
constante.
Una solución para esta
acción es insertar una jaula
de ardilla en el rotor del
motor similar al motor
asincrónico con la
peculiaridad que al
momento de alcanzar la
velocidad del campo
magnético la jaula de ardilla
tiene una velocidad relativa
de cero con respecto al
estator.
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Motores de corriente alterna.
Arranque de un motor Síncrono 
Los motores sincrónicos funcionan como se
menciono anteriormente a velocidades de
sincronismo de acuerdo a la siguiente
formula:
𝑛 =
120 𝑥 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
# 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑙𝑜𝑠
Partes de un motor
sincrónico:
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Motores de corriente alterna.
Este motor necesita una conexión a
corriente alterna que suministra energía
a las bobinas del inducido y una fuente
de corriente continua que alimenta las
bobinas del inductor. Es necesario de un
sistema colector que introduce la
corriente al colector.
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Motores de corriente alterna.
La existencia de los ejes ficticios directo y en
cuadratura permite modelar eléctricamente las
variables del estator a través de la resistencia del
estator y las reactancias del eje directo y en
cuadratura. Particularmente, si el rotor es de polos
salientes las reactancias en ambos ejes son
diferentes y su cálculo supone un desarrollo
complejo como el presentado precedentemente.
En el rotor cilíndrico, sin embargo, se define una
única reactancia: Xs=Xd=Xq por lo cual es posible
establecer un circuito como el de la siguiente
figura.
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Motores de corriente alterna.
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Motor asíncrono o de inducción (AC)
Motor eléctrico
El motor de un coche eléctrico puede ser de corriente alterna o de corriente continua.
Puede tener uno o varios, dependiendo del diseño.
Los tipos de motores que se utilizan en un coche eléctrico suelen ser:
Motor asíncrono o de inducción (AC)
Este tipo de motor es de los más utilizados en el vehículo eléctrico. Se trata de una máquina de corriente
alterna cuyo principio se basa en el campo magnético giratorio.
En cuanto al campo magnético giratorio, si se hace girar un imán (electroimán o imán permanente) de tal
modo que sus polos describan un círculo, se crea un campo magnético
giratorio. Empleando corriente trifásica, se puede generar también un campo giratorio(rotativo), sin
necesidad de movimiento mecánico.
Tres bobinas situadas a 120° una de otra y recorridas por corriente alterna trifásica originan un campo
magnético rotativo.
Las bobinas se colocan repartidas en la periferia del estator, situadas en las correspondientes ranuras.
Los polos se forman cuando circula corriente por el devanado. Se origina un campo magnético giratorio al
girar un imán o al circular una corriente trifásica por el devanado trifásico.
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Motor asíncrono o de inducción (AC)
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Motor asíncrono o de inducción (AC)
El motor asíncrono utilizado en los vehículos eléctricos es trifásico.
Está formado por un estator que se alimenta de la corriente trifásica y en el cual se pro
duce el campo magnético giratorio, y por un rotor instalado en el interior del estator que
constituye el circuito inducido de la máquina.
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Motor asíncrono o de inducción (AC)
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Motor asíncrono o de inducción (AC)
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Motor asincronoo de inducción (AC)
a
La forma de variar la velocidad de un motor asíncrono o de inducción es cambiando el
número de polos, la frecuencia o el deslizamiento (variando la resistencia del rotor o
variando el voltaje en los terminales del motor).
En el motor de VE se suele realizar la variación de velocidad cambiando la frecuencia
(variador de frecuencia), utilizando el inversor, el cual recibe información en función
de la posición del pedal del vehículo.
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Motor asíncrono
El rotor de un motor asíncrono trifásico puede ser
Rotor de jaula de ardilla: los conductores están
distribuidos por la periferia del rotor. Los extremos de
estos conductores están cortocircuitados. No existe
posibilidad de conexión del rotor con el exterior.
Rotor de anillos rozantes: los devanados del rotor son
similares
a los del estator. El número de fases del rotor no tiene
por qué ser el mismo que las del estator, lo que sí tiene
que ser igual es el número de polos.
Los devanados del rotor están conectados a anillos
colectores montados sobre el mismo eje.
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
Con una velocidad de giro constante, siendo igual el giro del rotor que la velocidad del campo magnético
creado por el estator, el motor síncrono de imanes permanentes puede ser de dos tipos: de flujo radial o
de flujo axial, dependiendo de la posición del campo magnético de inducción, que puede ser
perpendicular o paralelo al eje de giro del rotor.
La velocidad de giro es directamente proporcional a la frecuencia de la red de corriente alterna que lo
alimenta, y utiliza el mismo concepto, ya analizado, del campo giratorio producido por el estator, pero
ahora el rotor consta de electroimanes o de imanes permanentes que giran sincrónicamente con el
campo magnético del estator.
Estos motores no pueden arrancar por sí mismos, necesitando utilizar dispositivos auxiliares de arranque,
tales como un motor auxiliar de lanzamiento o el arranque como motor asíncrono.
Los motores síncronos de imanes permanentes incorporan un regulador electrónico que efectúa la
conmutación de la corriente para arrancar el motor y regular también el par de salida.
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
Frente al motor de inducción posee un mejor rendimiento y es posible una regulación de velocidad más precisa.
Normalmente tiene una gama de velocidades más amplia que la del motor de inducción.
Las pérdidas del motor síncrono de imanes permanentes son aproximadamente 15-20 % menores que las del motor de
inducción.
Necesitan una fuente de DC para la alimentación de la excitación del rotor. Además, no se los puede someter a
variaciones bruscas de la carga, ya que podría ocasionar la pérdida de sincronismo del rotor (desenganche), lo que
provocaría la parada del motor.
Si el rotor tiene un devanado adicional en cortocircuito, el
motor síncrono puede arrancar como asíncrono y una vez
conectada la corriente de excitación, él mismo sigue girando
como síncrono.
En servicio, el devanado en cortocircuito impide la salida de
sincronismo en caso de cambios bruscos de la carga (por eso
también se llama «devanado de amortiguación»).
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
En un motor síncrono de imanes permanentes, el estator consiste en tres bobinados conectados en
estrella. El rotor consta de electroimanes o imanes permanentes que crean un flujo constante en el
entrehierro. eliminando así la necesidad del rotor bobinado y escobillas utilizadas normalmente para la
excitación en los motores de corriente continua.
El motor más usado es el de flujo radial. En cambio, los de flujo axial permiten ser integrados
directamente en la rueda del vehículo, optimizando el espacio en el vehículo y simplificando los
acoplamientos mecánicos entre motor y rueda.
Ten en cuenta
La característica principal de un motor de flujo axial es que el
devanado inductor crea un campo magnético paralelo al eje de
giro retórico o principal del motor.
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
Los motores de flujo axial son una mejora importante con respecto a los motores de
flujo radial estándar, que dejan una cantidad significativa de cobre sobresaliendo en
los extremos de las bobinas. En losmotores de flujo radial, cualquier cobre no
perpendicular a la rotación del imán se desperdicia esencialmente.
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Motor síncrono de imanes permanentes (AC)
Los motores de flujo axial, por otro lado, ofrecen la menor pérdida de cobre posible. Esto se traduce
en una mayor eficiencia. En otras palabras, una mayor parte de la energía de la batería se convierte
en una potencia útil del motor.
Estos motores de flujo axial también son más eficientes debido a su enfriamiento intrínsecamente
mejorado. Debido a que las bobinas se pueden presionar directamente contra la carcasa exterior del
motor, pueden enfriarse mucho más rápido que en los motores de flujo radial, que deben transferir
el calor de la bobina a través del estator del motor.
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Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
Los motores de reluctancia eliminan los imanes permanentes que tenían los síncronos con este tipo de
imanes.
La reluctancia magnética de un material o de un circuito magnético es la resistencia que este posee al paso del
flujo magnético cuando es influenciado por un campo magnético.
Es decir, la reluctancia depende de la naturaleza de los materiales, hay materiales que ofrecen más resistencia
que otros.
Las líneas del campo magnético buscan el camino por donde es más fácil atravesarlo. El flujo magnético
aumenta al existir menos reluctancia.
En todo momento, el rotor «buscará» alinearse de forma tal que minimice la reluctancia rotor-estator,
circunstancia que se da cuando el espacio entre polos del estator queda lo más ocupado posible por material
del rotor, es decir, orientando los salientes o dientes hacia los polos energizados del estator.
Recuerda
Los motores síncronos de reluctancia son motores eléctricos de AC, que combinan un estator de motor de
inducción trifásico con un rotor, sin devanados ni imanes permanentes.
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Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
El rotor presenta una dirección de resistencia
magnética mínima (a) y una dirección
perpendicular (b) con una reluctancia magnética
alta o un buen «aislamiento» magnético.
Ten en cuenta
El rotor no es un imán permanente.
Cuando los polos se alinean el rotor deja de girar.
El motor de reluctancia tiene muchos polos, tanto en el estator
como en el rotor. El número de polos del rotor tiene que ser
menor al número de polos del estator.
El número de polos del rotor tiene que ser tal que impida, para
cualquier posición, la alineación completa con todos los polos
estatóricos.
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Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
a = 3 fases - 6/4 (6 polos en el estator y 4 polos en el rotor),
b = 4 fases - 8/6 (8 polos en el estator y 6 polos en el rotor),
c = 5 fases - 10/8 (10 polos en el estator y 8 polos en el rotor).
Otras configuraciones pueden ser: 4/2, 12/8, 16/12.
La corriente se conmuta a través de las bobinas creando un campo magnético giratorio.
Por su parte, los polos del rotor se atraen por el campo magnético y crean un par que lo mantiene moviéndose a velocidad
síncrona.
El motor de reluctancia conmutada se alimenta de corriente continua y no requiere de escobillas ni imanes permanentes.
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Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
Recuerda
A diferencia de otras máquinas eléctricas convencionales, los motores síncronos de reluctancia conmutada o variable (AC) no
pueden trabajar directamente con una fuente de AC o DC, siendo obligatorio el empleo de un controlador electrónico. Por eso
se dice que es un motor de AC pero se alimenta con DC.
En los polos estatóricos se ubican las bobinas concentradas que conectadas entre sí en serie a pares
diametralmente opuestos forman las fases del motor.
En la Figura 1.32 se muestra cómo funciona este tipo de motor.
Se puede observar que la conexión de los diodos en la Figura 1.32 es en
antiparalelo, con el fin de proteger a los transistores contra cargas
inductivas (bobinas).
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Motor síncrono de reluctancia conmutada o variable (AC)
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Motor sin escobillas de imanes permanentes (DC)
Motor sin escobillas de imanes permanentes (DC)
Conocidos como brushless, estos motores poseen imanes permanentes situados en el rotor
que funcionan mediante la alimentación secuencial de cada una de las fases del estator de
forma sincronizada con el movimiento del rotor.
Los llamados motores DC sin escobillas o BLCD son máquinas eléctricas con imán permanente
en el rotor y bobinas en el estator (tres o más fases), alimentadas con un conjunto de tensiones
polifásicas alternas (sinusoidales o trapezoidales), generadas por medio de un circuito inversor
controlado de forma que las características de operación de la máquina eléctrica emulen las de
un motor DC convencional (motor DC con escobillas) en lo referente a las relaciones
par/corriente y velocidad angular/voltaje.
La alimentación en corriente continua simplifica la electrónica del inversor.
Aunque son usados mayormente en vehículos híbridos, los motores brushless ofrecen algunas
ventajas para su uso en VE, su bajo ruido y rozamiento, robustez y ausencia de mantenimiento.
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Motor sin escobillas de imanes permanentes (DC)
Por ahora, son motores poco experimentados, que tienen un precio elevado y poca potencia. Los ha montado
Honda en algunos de sus preseries o prototipos eléctricos.
En la Figura 1.33 se muestra el principio en que se basan estos motores..
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Motor sin escobillas de imanes permanentes (DC)
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Motores de corriente alterna.
Ventajas Desventajas.
Idoneidad para operaciones a altas
velocidades.
A altas velocidades dificulta la sujeción de 
los imanes debido a la fuerza centrifuga.
Baratos de fabricar Se encuentran pegados al rotor el cual es 
la solución habitualmente. 
Mayor densidad de potencia en
comparación de los motores a inducción.
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Desarrollo 
Motor asíncrono 
Ventajas
- Son motores que se caracterizan porque son
mecánicamente sencillos de construir, lo cual los
hace robustos y sencillos
- Requieren poco mantenimiento
- Son económicos respecto a otros tipos de motor
- En el caso de los motores trifásicos, no necesitan
arrancadores, es decir que arrancan por si solos al
ser conectados a la red trifásica de alimentación
- No se ven sometidos a vibraciones por efecto de la
transformación de energía eléctrica en mecánica,
ya que la potencia instantánea absorbida por una
carga trifásica es constante e igual a la potencia
activa
Desventajas
- Son motores que tienen bajos pares de arranque
es decir que su torque de arranque es un poco
menor a otros tipos de motor
- Presentan una zona inestable de funcionamiento
- El control de velocidad en este tipo de motor para
amplios rangos es complejo
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Desarrollo 
Motor síncrono de imanes 
permanentes 
Ventajas
- Frente al motor de inducción posee un mejor
rendimiento
- Es posible una regulación de velocidad mas precisa
- Cuenta con una mayor densidad de potencia y
temperatura de trabajo reducida
- El rotor gira exactamente a la misma velocidad que
el campo magnético
- Tiene una gama de velocidades con una relación
20:1 sin realimentación, y una relación de 2 000:1
en bucle cerrado
- Las perdidas son aproximadamente de 15%-20%,
menores que las del motor a inducción
- Alto par a bajas velocidades
Desventajas
- Tendencia a acumular magnetismo
- Falta de control del campo
- Las sobrecargas pueden causar desmagnetización
- Mascostoso que un motor con características
similares
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Desarrollo 
Motor sin escobillas 
Ventajas
- Debido a la ausencia de las escobillas la fricción se
reduce por lo cual es funcionamiento es mas
eficiente y genera menos ruido
- Mayor eficiencia (menos perdida de calor)
- Mayor rendimiento (mayor duración de las baterías
para la misma potencia)
- Menor peso para la misma potencia
- Requieren menos mantenimiento al no tener
escobillas
- Rango de velocidad elevado al no tener limitación
mecánica
- Menor ruido eléctrico (menos interferencia en
otros circuitos)
Desventajas
- Mayor costo de construcción
- El control es mediante un circuito caro y complejo
- Siempre hace falta un control electrónico para que
funciones, esto duplica el costo
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Comprobaciones de los motores asíncronos y sincrónicos. 
Comprobaciones
Verificar la continuidad eléctrica de los 
distintos bobinados.
.
• Consiste en determinar si alguna fase
del estator se encuentra cortado,
mediante un multímetro.
• No exista continuidad entre
bobinados de fases distintas.
Verificar el estado de asilamiento del 
motor.
• Un motor en buen estado debe tener 
una elevada resistencia de aislación 
entre sus distintos bobinados.
Procedimiento:
Retirar todos los puentes de conexión de
la bornera ya sea que el motor esté
conectado en estrella o en triángulo; de
este modo se mide también la aislación
entre las distintas fases, ya que en el caso
de ser ésta muy baja se producirán
cortocircuitos dentro del motor al
conectarlo
Una punta del megóhmetro
(cocodrilo) en una parte 
despintada de la carcaza o 
borne de tierra del motor, y 
la otra se irá pasando por las 
puntas de cada una de las 
bobinas.
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Comprobaciones de los motores asíncronos y sincrónicos
Comprobaciones
Verificar que el rotor gire libremente.
• Hacer girar el rotor con la mano y 
percatarse que no se trabe en ningún 
punto.
• Que sea una rotación suave.
• Sin saltos garantizando que no suceda 
el desgaste de los rule manes.
• Verificar el juego axial. 
Verificar el valor de corriente a funcionar 
en vacío.
• Si la marcha es ruidosa en general
va acompañada de una elevada
corriente en vacío que puede ser
medida con facilidad mediante una
pinza amperométrica.
• Se considera una corriente elevada de
vacío a un 40 % de la corriente
nominal del motor.
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Mantenimiento de los motores asíncronos y sincrónicos. 
Mantenimiento preventivo: Se recomienda de hacer unas inspecciones periódicas para verificar la necesidad de un
eventual mantenimiento.
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Mantenimiento de los motores asíncronos y sincrónicos. 
Mantenimiento
Limpieza de los bobinados.
• Se recomienda limpiarlo con
pañuelos secos que no dejen
ninguna sustancia en el bobinado.
• Utilizar aire comprimido para quitar
polvos el aire comprimido debe
estar entre 2,5 bar.
• Los bobinados limpiados mediante
solventes líquidos dejarlo secar por
lo menos 2 horas.
Secado de los bobinados.
La humedad crea una resistencia en
los bobinados por lo que es
necesario secarlo correctamente
antes de limpiarlo.
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Mantenimiento de los motores asíncronos y sincrónicos. 
Mantenimiento
Mantenimiento de los 
rodamientos.
Mantenimiento de los rodamientos
teniendo en cuenta el tipo de grasa
que utilice, así podemos garantizar una
mayor vida útil.
• Temperatura máxima de los
rodamiento es 120 grados
centigrados.
Características de las grasas.
- Grasa de buena calidad con
compuesto de jabón de litio con
mineral o aceite de PAO
- Viscosidad del aceite base 100-
150 cSt a 40° C;
- Consistencia NLGI grado 2 o 3;
- Gama de temperatura continua -
30 ° C (-20 ° F) - 120 ° C (250 ° F);
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Mantenimiento de los motores asíncronos y sincrónicos. 
Medición de la resistencia de asilamiento.
• La prueba se hace mediante un Megóhmetro capaz de suministrar una tensión de 500V, que se conecta a
los bobinados y a la de la masa a través de clavijas de contacto adecuadas. La escala del instrumento es
calibrado directamente en megohmios e indica el valor de la resistencia de aislamiento.
• El valor de la resistencia del posiblemente superara los 100 Mh, el cual esto dependerá de la temperatura
ambiente.
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Marcas de vehículos y la implementación de los diferentes motores eléctricos.
Marca Tipo de motor.
Nissan Leaf Síncrono
Tesla Asíncronos
Toyota Síncrono
Honda ( accord, civic) Brushless
Peugeot ( Scoot’elec) Brushless
Chevrolet Volt Asíncronos.
Chevrolet Spark EV Síncrono
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Resumen
Motor con escobillas.
Ventajas Desventajas
Bajo coste de producción. Mantenimiento periódico. 
Tecnología establecida. Menor durabilidad.
Control es simple y barato. La eficiencia es media.
Rango de velocidades es bajo 
el limite lo impone 
especialmente las escobillas.
𝑇 =
𝑉 ∗ 𝜔 ∗ 𝑘
𝑅
∗ 𝐾
T = Torque del motor.
V = Voltaje suministrado.
Ѡ = Velocidad de rotación. 
K = Constante del motor.
R = Resistencia ( devanados).
𝑛 =
𝑉𝑚 − 𝑅𝑚 ∗ 𝐼𝑎
𝐾𝑏 ∗ ɸ
Vm = voltaje de entrada.
Rm resistencia del motor.
Ia = corriente de armadura.
ɸ = flujo de la maquina.
Kb = contador EMF
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Resumen
Motor con sin escobillas (brushless).
Ventajas Desventajas
Conmutación basado en 
sensores de efecto Hall.
Mayor coste de su fabricación.
Mantenimiento mínimo frente
al motor con escobillas.
Requieren de un control mas 
complejo.
Mejor relación velocidad – par 
motor, frente a los motores a 
inducción y por escobillas.
La eficiencia es media.
Menor ruido.
𝑇 =
𝑉 ∗ 𝜔 ∗ 𝑘
𝑅
∗ 𝐾
T = Torque del motor.
V = Voltaje suministrado.
Ѡ = Velocidad de rotación. 
K = Constante del motor.
R = Resistencia ( devanados).
𝜔 =
𝑉
𝐾
−
𝑇
𝐾2
∗ 𝑅
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Resumen
Motor con asíncrono o de inducción
𝑇 =
3 ∗ 𝑅2 ∗ 𝐼2
𝑠 ∗ 𝑛𝑠
; Ns =
f ∗ 2π
p
; S =
Ns − Nr
Ns
; Nr = (1 − s)
T = Torque.
R2 = Resistencia del rotor referida al estator.
I2 = Corriente en el rotor referida al estator.
S = Deslizamiento. 
ns = Velocidad de sincronismo ( rad/s ).
Ventajas Desventajas
Tecnología madura y bien 
establecida. 
La técnica de control es mas 
complejas en comparación de otros 
motores.
El mantenimiento es muy bajo en
comparación de los motores de
corriente continua.
Requisitos altos en la tolerancia de 
producción.
Alta disponibilidad. Menor eficiencia y densidad en 
comparación de los motores de flujo 
axial y de imanes permanentes.
El tren de potencia es mas compacto
comparado con los motores de
corriente continua.
Excelente comportamiento dinámico
cuando se usan en combinación con
un convertidor electrónico.
La eficiencia es mejor que los
motores a corriente continua.
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Resumen.
Síncrono.
Ventajas. Desventajas.
Alta eficiencia. Baja densidad de 
potencia.
Capacidad de generar un 
par constante
No admite aceleraciones 
bruscas.
Coste bajo de 
fabricación.
A altas velocidades
dificulta la sujeción de
los imanes debido a la
fuerza centrifuga.
Ausencia de vibraciones. 
𝑛 =
120 𝑥 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
# 𝑑𝑒 𝑝𝑜𝑙𝑜𝑠
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Resumen.
Motores de flujo axial.
Ventajas. Desventajas
En algunas configuraciones
hacen un uso más eficiente
del volumen disponible de la
máquina para la producción
de par, dando densidades
volumétricas de par más
altas
Fuerza de atracción axial 
muy fuerte entre el estator y 
el rotor
Pueden tener un 
enfriamiento más efectivo, 
porque el propio rotor actúa 
como un ventilador radial, 
evitandola necesidad de un 
ventilador externo
Fabricación más costosa
𝑇 =
3
2
𝐾𝑒 ∗ 𝐼𝑝ℎ;
Ke = Fuerza electromotriz que se produce 
cuando el motor guira ( posterior).
Iph = Pico actual del motor corriente en el 
motor.
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Resumen
Rph = Resistencia de fase.
Ke = Fuerza electromotriz que se produce cuando el motor guira ( 
posterior)
Lph = fase de inductancia.
Np = numero de pares de polos
Mp1 = índice de modulación.
Min = mínimo índice de modulación. Ocurre cuando el motor tiene w 
= 0
min m1
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Desarrollo 
Variables a tener en cuenta para la selección del motor para 
vehículo eléctrico 
Un vehículo eléctrico esta compuesto por tres partes
principales que en conjunto permiten el funcionamiento del
vehículo, estas partes son el motor eléctrico, el controlador
del motor y las baterías, son estas partes mencionadas las
que influyen en como el vehículo va a transitar, la potencia
que necesita, la capacidad de las baterías.
Del motor eléctrico que va a seleccionarse para el vehículo 
las características principales son:
La potencia
El par o torque
Tamaño y precio 
Disposición y asequibilidad 
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Desarrollo 
Potencia 
La potencia eléctrica es la relación de
paso de energía de un flujo por unidad
de tiempo, es decir, la cantidad de
energía entregada o absorbida por un
elemento en un tiempo determinado.
Corriente continua 
𝑃 = 𝑉 ∗ 𝐼
𝑃 = 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
V= 𝑣𝑜𝑙𝑡𝑎𝑗𝑒
I= 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
Corriente alterna 
Cuando se trata de corriente alterna sinusoidal, el promedio de potencia eléctrica
desarrollada por un dispositivo de dos terminales es una función de los valores
eficaces o valores cuadráticos medios, de la diferencia de potencial entre los
terminales y la intensidad de corriente que pasa a través del dispositivo.
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Desarrollo 
Si a un circuito se aplica una tensión sinusoidal V(t) con velocidad angular w y valor de pico V0 
𝑉 𝑡 = 𝑉0 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡)
Esto provocara, en el caso de un circuito de carácter inductivo, una corriente I(t) desfasada un ángulo Ꝋ respecto a la 
tensión aplicada
𝐼 𝑡 = 𝐼0 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 − Ꝋ)
Para el caso puramente resistivo, se puede tomar el ángulo de desfase como cero. La potencia instantánea vendrá dada 
como el producto de las expresiones anteriores
𝑃 𝑡 = 𝑉0 ∗ 𝐼0 ∗ 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 ∗ 𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡 − Ꝋ)
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Desarrollo 
Par o torque 
El par o torque de un motor es el
momento de fuerza que ejerce un
motor sobre el eje de transmisión de
potencia, o, dicho de otro modo, la
tendencia de una fuerza para girar un
objeto alrededor de un eje, punto de
apoyo o de pivote.
𝑀 =
𝑃
𝜔
𝑀 = 𝑃𝑎𝑟 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 [𝑁𝑚]
𝑃 = 𝑃𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 [𝑊]
𝜔 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑛𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 [𝑟𝑎𝑑/𝑠]
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Desarrollo 
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Desarrollo 
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Desarrollo 
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Resumen 
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Resumen 
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Resumen 
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Conclusiones 
• Un motor asincrónico se usa mas en la industria debido a la construcción simple, bajo
peso, mínimo volumen, bajo coste y mantenimiento inferior al de cualquier otro tipo de
motor eléctrico.
• Un motor de rotor bobinado a igualdad de potencia y clase de protección, es mas
costoso, menos robusto y exige un mantenimiento mayor que uno de jaula de ardilla.
• Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo
principio de funcionamiento.
• De acuerdo con el principio de funcionamiento del motor eléctrico, no emite
contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes
de suministro si emiten contaminantes.
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Gracias por su atención. 
Realizado por: Xavier Alvarez