Motores de Inducción TRABAJO FINAL

8/18/2019 Motores de Inducción TRABAJO FINAL

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Motores de Inducción

Los motores de inducción también llamado motores asincrónicos son motores bifásicos queestán basados en el accionamiento de una masa metálica por la acción de un campogiratorio, este campo giratorio está formado por dos armaduras con campos giratorios

coaxiales en la cual una es fija y la otra es móvil, respectivamente se le puede llamar estator y rotor.

El primer prototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna fuedesarrollado y construido por el ingeniero icolás !esla.

Partes y Componentes

Existen varios tipos de motores cuya tecnolog"as van innovando con el paso del tiempo, sus

partes principales de un motor de inducción son#$arcasa# Es la que envuelva las partes eléctrica interna del motor, es la parte que vemos enel exterior.

Estator %&nductor'# (evanado trifásico distribuido en ranuras a )*+ tiene tres devanados,

estos devanados están desfasados2π

3 P , siendo - el nmero de pares de polos de la

máquina.

/obina o rotor devanado# Los (evanados del rotor son similares a los del estator. $on elque está asociado.

0otor %inducido'#

a' 0otor /obinado# El nmero de fase del rotor no tiene que ser el mismo que el delestator lo que si tiene que ser igual es el numero de polo. Los devanados del rotor están conectados anillos colectores montados sobre el mismo eje.

b' 0otor 1aula de 2rdilla# Los conductores del rotor están igualmente distribuido por la periférica del rotor. Los extremos de estos conductores están cortocircuitado, por

tanto no 3ay posibilidad de conexión del devanado del rotor con el exterior.


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Principio de Funcionamiento

El principio de funcionamiento de los motores de inducción se basa en campos magnéticosgiratorios. $uando existe movimiento relativo entre el campo magnético creado en elestator y los conductores del rotor 4el rotor gira a una velocidad diferente a la velocidad delcampo magnético estatórico4 se induce una tensión en el rotor. La corriente producida por esta tensión inducida genera un campo magnético en el rotor que interacta con el campomagnético estatórico generando un par.

La velocidad de giro del campo magnético en él se conoce como velocidad de sincronismo

y se obtiene segn Ns=f .2π

P con Ns siendo la velocidad de sincronismo en

revoluciones por minuto %r.p.m.', f la frecuencia en 3ercios y P el nmero de polos

de la máquina.

La diferencia de velocidad relativa entre la velocidad de sincronismo y la velocidad real dela máquina 4velocidad a la que gira el rotor4 se conoce como deslizamiento y, normalmente

se representa por unidad o en tanto por cien1−Velocidad observada

Velocidad Esperada El valor de

deslizamiento nominal en los motores de inducción es menor al 56.

La respuesta de las máquinas de inducción frente a incrementos de carga es reducir suvelocidad. Este 3ec3o incrementa el valor del deslizamiento y consecuentemente el voltajeinducido, la corriente rotórica y de la máquina lo que se traduce en un aumento de par parala zona de trabajo de la máquina de inducción.

2nte decrementos de carga, las máquinas de inducción aumentan su velocidad, reduciendosu deslizamiento, voltaje inducido, corriente rotórica y de la máquina y finalmente su par.

La velocidad para máquinas de inducción var"a en unas pocas revoluciones por minutocuando 3ay cambios en la temperatura de los conductores rotóricos o cuando suceden


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peque7as variaciones en la tensión de l"nea y, generalmente, la velocidad var"a incluso entremotores que se suponen exactamente iguales.

Característica de Funcionamiento del Motor de Inducción:

El funcionamiento de un motor, en general, se basa en las propiedades electromagnéticas dela corriente eléctrica y la posibilidad de crear,a partir de ellas, unas determinadas fuerzas deatracción y repulsión encargadas de actuar sobre un eje y generar un movimiento derotación.

8uponiendo que un motor de inducción comercial de jaula de ardilla se 3aga arrancar conel voltaje nominal en las terminales de l"nea de su estator %arranque a través de la l"nea'

desarrollará un par de arranque de acuerdo que 3ará que aumente su velocidad. 2l aumentar su velocidad a partir del reposo %)++ por ciento de deslizamiento', disminuye sudeslizamiento y su par disminuye 3asta el valor en el que se desarrolle el par máximo. Esto3ace que la velocidad aumente todav"a más, reduciéndose en forma simultánea eldeslizamiento y el par que desarrolla el motor de inducción.

Los pares desarrollados al arranque y al valor del deslizamiento que produce el par máximo ambos exceden %en el caso normal' al par aplicado a la carga. -or lo tanto lavelocidad del motor aumentará, 3asta que el valor del deslizamiento sea tan peque7o que el par que se desarrolla se reduzca a un valor igual al par aplicado por la carga. El motor

continuará trabajando a esta velocidad y valor de equilibrio del desliza4miento 3asta queaumente o disminuya el par aplicado.

8e muestra la relación entre los pares de arranque, máximo y nominal a plena carga quedesarrolla un motor de inducción, como función de la velocidad de éste y del deslizamiento.Esta figura es presentación gráfica de la corriente y el par desarrollados en el rotor delmotor como funciones del deslizamiento desde el instante del arranque %punto a' 3asta lacondición de funcionamiento en estado estable %en general entre marc3a en vac"o y marc3aa plena carga 4 puntos c y d' cuando los pares desarrollado y aplicado son iguales.


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Curva Característica

Clasificación de los motores de inducción:

). 9otor 9onofásico# Es el motor universal y puede ser inducido por carga alterna%$2' como también puede ser operado por carga continua %$$'

*. 9otor !rifásico# 8e caracteriza por ser mas comercializados y por tener una

importante aplicación en la industria, se dividen9otor de inducción de jaula de ardilla#$lase 2# -ara velocidad constante $lase /# 8on de propósito general y se parece al clase 2 por el deslizamiento4 -ar $lase $# !iene doble jaula de ardilla y poseen un -ar alto de arranque con uncorriente menor. $lase (# 8on de 2lto -ar y alta resistencia.


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$lase E# !ambién conocido como motores de doble jaula y bajo -ar.

Motor de inducción Monofásico:

!E:0;2 (EL 9:!:0 9::


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Conexión y puesta en marcha del motor de inducción trifásica:

Métodos de arranque de los motores de inducción trifásico:

! Método "irecto

8e aplica a aquellos motores de una potencia nominal menor de 5?@ %A.B $.>.', aunque enla práctica solo se aplica para motores de potencia nominal menor de 5 $.>.


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#! Método de arranque por autotransformador

8e aplica a motores cuya potencia nominal es mayor que 5?@.

8abemos que la corriente de arranque vale

I e Arranque=( I

r

m )2

Arranque= (V e )2

( ( Re+m2. Rr )2+¿ ( X e+m2 . X r )2)

Es decir, que la corriente de arranque depende de la tensión de alimentación del motor. 8i

disminuimos la tensión de alimentación en el momento del arranque, reduciremos lacorriente de arranque. Cna vez que e motor alcance una determinada velocidad, con

s


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$! %rranque por cam&io de la conexión de los devanados inductores en el

momento del arranque! %rranque '()*'++%,)*I%-./+0!


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Este método de arranque se puede aplicar tanto a motores de rotor devanado como amotores de rotor en jaula de ardilla, la nica condición que debe de cumplir el motor paraque puede aplicársele este método de arranque es que tenga acceso completo a losdevanados del estator % A bornes de conexión'.

Procedimiento: $onsiste es aplicar en el arranque la tensión nominal del motor en laconexión de triangulo cuando este está conectado en estrella, con lo que la tensión de

alimentación se reduce en √ 3 y el par de arranque en1

3 . Cna vez que el motor 3a

empezado a girar % se aconseja no pasar de la conexión estrella a la conexión triangulo 3astaque el motor no 3aya adquirido, al menos, una velocidad del B+6 de la nominal', seconmuta la conexión de los devanados a triangulo, con lo que se le esta aplicando la tensiónnominal de alimentación.

La corriente de arranque se reduce en ( 1

√ 3 )=0.6 en relación con la corriente de

arranque directo.

Este método presenta los siguientes inconvenientes#

• (isminuye el par de arranque al disminuir la tensión de alimentación en un factor de

1

3 .

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de la conexión de estrella atriangulo en los devanados del estator.

• 2umenta el tiempo de arranque


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1! %rranque por variación de la resistencia del rotor

Este método de arranque solo se puede aplicar a motores de rotor devanado.

$omo se comprueba fácilmente, al introducir una resistencia adicional en el devanado delrotor, se disminuye la corriente de arranque con relación a la corriente absorbida por elmétodo de arranque directo.

Procedimiento# &nicialmente introducir una resistencia adicional que 3aga que el par dearranque sea el máximo. -osteriormente, ir reduciendo la resistencia adicional 3asta cero.

Este método presenta los siguientes inconvenientes#

• El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra.• 2umenta el tiempo de arranque.• Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los

de jaula de ardilla.• 2umentan las pérdidas debido a la potencia disipada en la resistencia adicional.


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