motores de inducción

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Motores de inducción.Adrián Escapa Gonzálezadrian.escapa@unileon.esDespacho 212

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¿Qué vamos a ver?

• 1.-Introducción.• 2.- ¿Cómo se crea el campo magnético?• 3.- ¿Cómo funciona una máquina de inducción?• 4.- Circuito equivalente.• 5.- Par de rotación.• 6.-Arranque• 7.-Control de la velocidad• 8.-Frenado

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1.-Introducción

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Introducción• ¿Por qué se emplean las máquinas de inducción?

•Robustas.

•Baratas.

• ¿Cómo se usan?

•Motor.

•Generador en aerogeneradores, pequeña hidráulica…

•¿Cómo son?

•Geometría cilíndrica en el rotor y el stator.

•Rotor y estator están laminados.

•Rotor de jaula de ardilla o devanado.

•El devanado del estator trata de ajustarse a una distribución sinusoidal.

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Máquinas de inducción trifásicaEstator

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Máquinas de inducción trifásica

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Máquinas de inducción trifásica

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Rotor de jaula de ardilla

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Rotor bobinado

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2.-¿Cómo se crea el campo magnético en una máquina de

inducción?

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Campo magnético de una faseB

B

Una fase genera un campo magnético pulsante.

Los devanados están distribuidos de forma sinusoidal para cada una de las fases.

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Premisas.

• Permeabilidad de acero es infinita• El devanado del estátor está distribuido de

forma sinusoidal.• El campo magnético en el entrehierro no

depende del radio.• El campo magnético es simétrico (B (θ)=-

B(θ+π).

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Campo magnético rotativo

•Si el devanado está distribuido de forma sinusoidal:

•Ley de Ampere:

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Campo magnético rotativo1

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3

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5

6

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Campo magnético rotativo

1

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Campo magnético rotativo

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Campo magnético rotativo

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Campo magnético rotativo

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3.- ¿Cómo funciona una máquina de inducción?

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¿Por qué gira un motor de inducción?

1.- Dibujar el flujo que atraviesa la espira dd’ en función del tiempo.

2.-Dibujar la tensión la espira dd’ en función del tiempo.

3.-Dibujar la corriente en la espira dd’ en función del tiempo (resistencia alta).

4.-Dibujar la intensidad de campo magnético en la espira d’ (B(π/2, t).

5.-Dibujar la intensidad de campo magnético en la espira d (B(3π/2, t).

6.-Dibujar el par en d’

7.-Dibujar el par en d.

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Conclusiones

• Par constante con dos devanados (extrapolable a más fases).

• A la velocidad de sincronismo no hay par.• El par es proporcional a la frecuencia del

rotor (frecuencia de deslizamiento) si el efecto de las corrientes del rotor sobre el campo de excitación es despreciable.

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• Premisas:– Devanado concentrado – Paso diametral– El flujo inductor se reparte de forma

sinusoidal en el entrehierro

Tensión inducida

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Tensión inducida

•Intensidad de campo en el entrehierro :

•Flujo máximo por polo para una espira y en un momento determinado (t=0) :

•Como tenemos más de una espira, el flujo total concatenado por una espira en el tiempo:

•Tensión inducida :

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Tensión inducida y factor de devanado

Las premisas propuestas facilitan el cálculo pero en la realidad no son correctas. Esto se tiene en cuenta con el factor de devanado Kw que corrige el valor de la tensión inducida.

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Operación a rotor parado: transformador

Un rotor devanado en una máquina de inducción, con el rotor parado, funciona como un transformador.

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Máquina con “p” polos

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Con el rotor en movimiento

•ns es la velocidad de sincronismo del rotor.

•Para f1=50 Hz

•n es la velocidad real del rotor

•s es el deslizamiento

•f2 es la frecuencia en el rotor

¿Cuál es la velocidad del campo del rotor con respecto al campo del estator?

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4.-Circuitos equivalentes

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Circuitos equivalentes

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N1 N2

Rotor parado

N1 N2

Circuitos equivalentes

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N1 N2

Circuitos equivalentes

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Rotor (secundario)m2, kw2, N2

E2, U2, I2, R2, X2

Rotor equivalente:m’2, k’w2, N’2

E’2, U’2, I’2, R’2, X’2

Estátor (primario)m1, kw1, N1

E1, U1, I1, R1, X1

En un trafo: E’2=rtE2 I’2=I2/rt R’2=rt2 R2 X’2=rt

2 X2

Circuitos equivalentes

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m1, kw1 m2, kw2

m1, kw1 m’2 =m1 , k’w2= kw1

m’2 = m1 , k’w2 = kw1 , N’2=N1

Circuitos equivalentes

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1.-Fuerza electromotriz E’2

2.-Corriente I’2

Circuitos equivalentes

3.-Impedancias

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Circuitos equivalentes

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Recomendado por el IEEE

Circuitos equivalentes

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5.- Par de rotación

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Par de rotación

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Par de rotación

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