Cap7 Motores de Induccion

Cap6_Motores de InduccinMquinas ElctricasProf. Andrs J. Daz Castillo PhD

*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *ContenidoIntroduccinConstruccinCampo magntico RotativoSlip y velocidad del motorVoltaje inducido en el rotorCircuito del rotorDiagrama representativoCaracterstica del motor de induccin

6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. Diaz

*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *IntroduccinEl motor de induccin es el motor mas utilizado en la industria y electrodomsticos de gran potencia (Lavadora, secadora, Nevera, bomba de agua, Aire acondicionado.Esto es debido a su robustez, fcil construccin y mantenimiento.Sin embargo este motor tambin tiene algunas desventajas.No se cambia la velocidad tan fcilmenteRequiere una corriente grande de arranquePosee bajo factor de potencia Necesita alimentacin trifsica o mecanismo de arranque para operarse con una sola fase.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *ConstruccinEl embobinado que recibe la corriente externa esta en el estator. En el rotor circula una corriente que es producida por el voltaje inducido desde el estator.El rotor consiste en una jaula compuestas de barras paralelas que estan cortocircuitadas por dos anillos (jaula de ardilla o squirrel-cage). Esta jaula esta empotrada en placas de hierro formando una masa de hierro dificil de distinguir.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Esquemtico del motor de InduccinEl motor de induccin o asincrnico que asemeja a un transformador trifsico. Algunos de ellos tienen conexiones en el secundario (rotor) externas que sirven para controlar la corriente y el torque. Estas conexiones se hacen a travs de anillos y escobillas. Estos motores se conocen como motores de rotor bobinado.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Campo magntico giratorioEl principio de operacin de un motor de induccin esta basado en el campo magntico giratorio.Este campo es creado por los devanados trifsicos del estator. La corriente que circula en los tres devanados se compone en forma vectorial y resulta un vector (Campo) que gira en sentido de la manecilla del relog si los devanados de las fases A,B, y C fueron conectados correctamente a sus respectivas fases a, b y c.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Velocidad del campo rotatorioEste campo gira a la frecuencia de la onda sinusoidalF=60Hz RPM=3600Si el bobinado del estator posee mas de un par de polo por fase la velocidad se reduce a ns=120*f/Polos/fase rpm


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Desarrollo de torque El campo giratorio del estator induce un voltaje en el rotor. Este voltaje produce una corriente dentro del rotor que reacciona dentro del motor con el campo del estator y produce un torque que lo hace girar. El rotor gira en la misma direccin que el campo magntico tratndolo de alcanzar.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Slip y velocidad del rotorEl rotor nunca alcanza la velocidad sincrnica del estator, ya que si lo hace ningn flujo corta el rotor desapareciendo el voltaje inducido y por tanto el torque. Es por eso que el motor de induccin recibe el nombre tambin de asincrnico.

La diferencia entre la velocidad del rotor y la del campo giratorio se conoce como slip y es una variable importante en todas las ecuaciones del motor de induccin ya que tanto el torque como la velocidad se miden en funcin de este.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Velocidad voltaje y frecuencia en el rotorEn trminos de s la velocidad del rotor se define por la siguiente ecuacin

El voltaje inducido en el rotor es funcin del voltaje mximo (rotor bloqueado EBR) y el slip.

La frecuencia del rotor tambin es una funcin del slip


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Ejemplo de Velocidad del rotorUn motor trifsico 60Hz 4 polos 220V. El bobinado del rotor tiene 40% de espiras que el estator. Calcule para una velocidad de 1710 RPM. a) slip, b)EBR, c)Er d) EBR lines e)fr


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Circuito del rotorLa corriente en el rotor es dada por la ecuacin.Que se expresa mejor comoEl termino Rr/s se puede descomponer en dos

La primera parte es la resistencia del rotor y las segunda parte es la resistencia que representa la potencia mecnica desarrollada en el rot


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Circuito del rotor (2)Multiplicando ambos trminos por el cuadrado de la corriente obtenemosLa potencia de entrada RPI al rotor se divide en dos: Potencia que se pierde en la resistencia del rotor RCL y potencia que se transforma en energa mecnica RPDLa potencia desarrollada equivale a: El torque se puede obtener como


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Diagrama completo del motorSi tomamos en cuenta la resistencia e inductancia del estator obtenemos una corriente del rotor igual aTambin existe una corriente adicional Im igual a


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Ejemplo de potencia desarrolladaUn motor trifsico de 220V 60hz 10HP 6 polos tiene las siguientes caractersticasRs=0.344 Rr=0.147 xs=0.498 Xr=0.221 Xm=12.6 encuentre la corriente de lnea y el power factorEl torque y potencia de salida y la eficiencia para un slip de 2.8%


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Caracterstica de motor de InduccinUn motor de induccin tiene un torque de arranque menor que el mximoVa incrementndose hasta un mximo y luego se reduce a cero a la velocidad sincrnica


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Torque de arranqueEl torque de arranque de un motor de induccin vienen dado por la ecuacin


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Ejemplo de torque de arranqueCalcule el torque de arranque del ejemplo anterior. Rs=0.344 Rr=0.147 xs=0.498 Xr=0.221 xm=12.6


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Mximo torqueEl mximo torque de un motor se obtiene a un valor de slip dado por la ecuacinEl valor del torque se obtiene con la potencia desarrollada y la velocidad del rotor.


*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *Ejemplo de mximo torqueEncuentre el mximo torque del motor del ejemplo anterior.


EJEMPLO DE MOTOR CON ROTOR BOBINADOEncuentre el torque de arranque y el mximo torque si le aadimos una resistencia externa al rotor de 0.264.

*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *


Motor de rotor bobinadoDebido a que las caractersticas del motor de induccin depende de la resistencia es posible variar esta si embobinamos el motor y le hacemos una conexin externa a travz de anillo. Aumentando la resistencia del rotor a travz de resistencia externa podemos conseguir;Mayor torque de arranque Menor corriente de arranquePodemos cambiar la velocidad en un mayor rango.Adems podemos Mejorar la eficiencia si almacenamos esa energa disipada en las resistencias.*6. Motor de induccion, Maquinas Eleectricas, Dr. A. DiazSlide *


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