Forma Construtiva Motor Jaula de Ardilla

8/14/2019 Forma Construtiva Motor Jaula de Ardilla

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Tema VII: La mquina

asncrona

Tema VII: La mquina

asncrona

Universidad de OviedoUnivers idad de Oviedo

Dpto . de Ingen iera Elctr ica,

Electrn ica de Computado res y

Sistemas

Dpto . de Ingen iera Elctr ica,

Electrn ica de Computado res y

Sistemas


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7.1. Aspectos constructivos:generalidades

7.1. Aspectos constructivos:7.1. Aspectos constructivos:generalidadesgeneralidades

CIRCUITOSMAGNTICOS

CIRCUITOSCIRCUITOSMAGNTICOSMAGNTICOS

Conjunto de chapas de

Fe aleado con Siaisladas y apiladas

Conjunto de chapas deConjunto de chapas de

Fe aleado con SiFe aleado con Siaisladasaisladasy apiladasy apiladas

ROTOR

ROTORROTORConjunto deespiras en

cortocircuito

Conjunto deConjunto deespiras enespiras en

cortocircuitocortocircuito

De jaula deardilla

De jaula deDe jaula deardillaardilla

Bobinado

BobinadoBobinado{{De Al

fundido

De AlDe Alfundidofundido

De barrassoldadas

De barrasDe barrassoldadassoldadas{{

ESTATOR

ESTATORESTATORDevanadotrifsico

distribuido enranuras a 120

DevanadoDevanadotrifsicotrifsico

distribuido endistribuido enranuras a 120ranuras a 120

Aleatorio: de hiloesmaltado

Aleatorio: de hiloAleatorio: de hiloesmaltadoesmaltado

Preformado

PreformadoPreformado{{


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Barras Anillo

Barras Anillo

Rotor de aluminioRotor de aluminioFundidoFundido

Rotor de anillosRotor de anillos

SoldadosSoldados

7.2. Aspectos constructivos:rotor II

7.2. Aspectos constructivos:7.2. Aspectos constructivos:rotor IIrotor II

AnillosAnillos

FotografFotografas realizadas en los talleresas realizadas en los talleresde ABBde ABB ServiceService -- GijGijnn


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7.2. Rotor III7.2. Rotor III7.2. Rotor III

Chapa magnticaChapa magntica

Barra de cobreBarra de cobre

Plato final rotorPlato final rotor

FijacinFijacinchapa magnticachapa magntica

Anillo deAnillo decortocircuitocortocircuito

Despiece de un rotor

de jaula con barrasde cobre soldadas

Despiece de un rotorDespiece de un rotor

de jaula con barrasde jaula con barrasde cobre soldadasde cobre soldadas

CatCatlogos comercialeslogos comerciales


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7.2.1 Rotor bobinado:

anillos rozantes

7.2.1 Rotor bobinado:7.2.1 Rotor bobinado:

anillosanillos rozantesrozantes

EscobillasEscobillas

AnillosAnillosrozantesrozantes

Anillosrozantes

El rotor se cierra enEl rotor se cierra encortocircuito desde elcortocircuito desde el

exterior a travs deexterior a travs deunas escobillas yunas escobillas yanillosanillos rozantesrozantes

L. Serrano: Fundamentos deL. Serrano: Fundamentos demmquinas elquinas elctricas rotativasctricas rotativas

L. Serrano: Fundamentos deL. Serrano: Fundamentos demmquinas elquinas elctricas rotativasctricas rotativas


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DEVANADO DE HILODEVANADO DE HILOTensin2300v

Evitar contacto entreconductores a distinta

tensin

Evitar contacto entreEvitar contacto entreconductores a distintaconductores a distintatensintensin

Los materiales empleados en losaislamientos son generalmente

orgnicos

Los materiales empleados en losLos materiales empleados en losaislamientos son generalmenteaislamientos son generalmente

orgnicosorgnicos


FotografFotografas realizadas en los talleresas realizadas en los talleres

de ABBde ABB ServiceService -- GijGijnn


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7.3.1. Diferencias entre7.3.1. Diferencias entre

devanados de hilo y devanadosdevanados de hilo y devanadospreformadospreformados

Forma constructiva

de los devanados

Forma constructivaForma constructiva

de los devanadosde los devanados

Devanados de HiloDevanados de HiloDevanados de Hilo

Devanados de pletinaDevanados de pletinaDevanados de pletina

Baja tensin < 2kVBaja tensin < 2kVBaja tensin < 2kV

Potencia < 600CVPotencia < 600CVPotencia < 600CV

Devanado aleatoriodentro de la ranura

Devanado Devanado aleatorioaleatoriodentro de la ranuradentro de la ranura

Pletinas de cobre aisladasPletinas de cobre aisladasPletinas de cobre aisladas

Alta tensin y potenciaAlta tensin y potenciaAlta tensin y potencia

Colocacin de bobinasordenada

Colocacin de bobinasColocacin de bobinasordenadaordenada


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7.3.2. Elementos del aislamiento7.3.2. Elementos del aislamiento

estatrico en motores conestatrico en motores condevanados preformados Idevanados preformados I

Habitualmente se colocanHabitualmente se colocandos bobinas por ranura.dos bobinas por ranura.

El aislamiento entre conEl aislamiento entre con--ductoresductores elementales eselementales esdistinto del aislamientodistinto del aislamiento

frente a masafrente a masa

Cada espira puede estarCada espira puede estarconstituida por variosconstituida por variosconductores elementalesconductores elementales

Bobinas delestator

Aislamiento

Ncleo delestator

Espira

Bobinasuperior

Bobinainferior

Cua

Conductorelemental


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MURO AISLANTE: elemento de mayor espesor que separa alconjunto de la bobina del exterior. Debe estar dimensionadopara soportar la tensin correspondiente al nivel de aislamiento

de la mquina. AISLAMIENTO ENTRE ESPIRAS Y ENTRE CONDUCTORES

ELEMENTALES: las espiras pueden estar formadas conductores

individuales para reducir las prdidas. Es necesario que existaaislamiento entre ellas y entre conductores.

CINTAS Y RECUBRIMIENTOS DE PROTECCIN: se utilizan

cintas y recubrimientos protectores para proteger las bobinasen las zonas de ranura.

MURO AISLANTEMURO AISLANTE:: elemento de mayor espesor que separa alelemento de mayor espesor que separa alconjunto de la bobina del exterior. Debe estar dimensionadoconjunto de la bobina del exterior. Debe estar dimensionadopara soportar la tensin correspondiente al nivel de aislamientopara soportar la tensin correspondiente al nivel de aislamientode la mquina.de la mquina.

AISLAMIENTO ENTRE ESPIRAS Y ENTRE CONDUCTORESAISLAMIENTO ENTRE ESPIRAS Y ENTRE CONDUCTORESELEMENTALESELEMENTALES:: las espiras pueden estar formadas conductoreslas espiras pueden estar formadas conductores

individuales para reducir las prdidas. Es necesario que existaindividuales para reducir las prdidas. Es necesario que existaaislamiento entre ellas y entre conductores.aislamiento entre ellas y entre conductores.

CINTAS Y RECUBRIMIENTOS DE PROTECCINCINTAS Y RECUBRIMIENTOS DE PROTECCIN:: se utilizanse utilizan

cintas y recubrimientos protectores para proteger las bobinascintas y recubrimientos protectores para proteger las bobinasen las zonas de ranura.en las zonas de ranura.


estatrico en motores conestatrico en motores condevanados preformados IIdevanados preformados II


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Zona de ranuraZona de ranuraCabezade bobinaCabezade bobina

Aislamiento entre

conductoresSeccin de la bobina


estatrico en motores conestatrico en motores condevanados preformados IIIdevanados preformados III



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El nmero de espiras de una bobina vara entre 2 y 12.

El nmero de conductores elementales vara entre 2 y 6. Las tensiones soportadas por los conductores elementales

son muy bajas.

Los conductores elementales se aslan por separado,posteriormente se agrupan en el nmero necesario paraformar una espira. Se pliegan para conformar cada espira

y finalmente se aplica a la espira el aislamientocorrespondiente.

Las principales solicitaciones que aparecen sobre este tipo

de devanado son de tipo trmico y mecnico (durante elconformado de las espiras).

El nmero de espiras de una bobina vara entre 2 y 12.El nmero de espiras de una bobina vara entre 2 y 12.

El nmero de conductores elementales vara entre 2 y 6.El nmero de conductores elementales vara entre 2 y 6.

Las tensiones soportadas por los conductores elementalesLas tensiones soportadas por los conductores elementalesson muy bajas.son muy bajas.

Los conductores elementales se aslan por separado,Los conductores elementales se aslan por separado,posteriormente se agrupan en el nmero necesario paraposteriormente se agrupan en el nmero necesario paraformar una espira. Se pliegan para conformar cada espiraformar una espira. Se pliegan para conformar cada espira

y finalmente se aplica a la espira el aislamientoy finalmente se aplica a la espira el aislamientocorrespondiente.correspondiente.

Las principales solicitaciones que aparecen sobre este tipoLas principales solicitaciones que aparecen sobre este tipo

de devanado son de tipo trmico y mecnico (durante elde devanado son de tipo trmico y mecnico (durante elconformado de las espiras).conformado de las espiras).

7.3.2.1. Aislamiento entre espiras7.3.2.1. Aislamiento entre espiras

y conductoresy conductores


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Soporta T

hasta 220C

Soporta TSoporta T

hasta 220Chasta 220C Poliimida (Kapton) oPoliimida (Kapton) oPoliamida en formaPoliamida en forma

de pelculade pelcula

Poliimida (Kapton) oPoliimida (Kapton) oPoliamida en formaPoliamida en formade pelculade pelcula

++Fibra de vidrio conFibra de vidrio conpolister (polister (DaglasDaglas))

Motores deMotores dehasta 4kVhasta 4kV Motores dems de 4kV

7.3.2.2. Materiales aislantes para7.3.2.2. Materiales aislantes para

los conductores elementaleslos conductores elementalesHasta los aosHasta los aos

40 barnices40 barnicesFibras de amiantoFibras de amianto

Desarrollo de materialesDesarrollo de materialessintticossintticos

Uso de barnices solos y combinadosUso de barnices solos y combinados


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7.3.2.3. Materiales aislantes para7.3.2.3. Materiales aislantes para

el muro aislanteel muro aislante

{{{{{{{{Necesario utilizarNecesario utilizarmaterial soporte omaterial soporte o

aglomeranteaglomerante

La mica en polvo oescamas se aglutina conun material aglomerante

Material deMaterial de

base =Micabase =Mica

Muy buenas propiedadesMuy buenas propiedadesdielctricas y trmicasdielctricas y trmicas

Silicato de alumnioSilicato de alumnio

Malas propiedades mecnicasMalas propiedades mecnicas

Tambin se puededepositar sobre unmaterial soporte

impregnando el conjuntocon aglomerante

MuchoscompuestosMuchoscompuestos

CatCatlogoslogos

comercialescomerciales


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7.3.2.4. Aglomerantes y7.3.2.4. Aglomerantes y

materiales soporte Imateriales soporte I

AGLOMERANTESTERMOESTABLES

A partir de los aos 50A partir de los aos 50

PolisterResinas epoxy

Nuevos soportes:Nuevos soportes:Fibra de vidrioFibra de vidrio

PolisterPolisterElevadasTemperaturasElevadasElevadasTemperaturasTemperaturas

COMPORTAMIENTOCOMPORTAMIENTOTRMOPLSTICOTRMOPLSTICO

T Mxima 110CCLASE BT Mxima 110CT Mxima 110CCLASE BCLASE B

{{{{{{{{Material aglomerante =compuesto asfltico

Material soporte = papelMaterial soporte = papelfibras de algodn, etcfibras de algodn, etc.

Hasta los aos 60Hasta los aos 60


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7.3.2.4. Aglomerantes y7.3.2.4. Aglomerantes y

materiales soporte IImateriales soporte IIFotografFotografas realizadas en los talleresas realizadas en los talleres

de ABBde ABB ServiceService -- GijGijnn


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Recubrimiento de reparto

Recubrimiento conductor enla zona de ranura

7.3.2.5. Recubrimientos de7.3.2.5. Recubrimientos de

proteccinproteccin

Recubrimientos deproteccinRecubrimientos deproteccin

Bobina con el recubri-

miento externo daado

Bobina con el recubri-miento externo daado



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7.4. Procesos de fabricacin7.4. Procesos de fabricacin

actuales Iactuales IPROCESO RICO EN RESINA La mica en forma de lminas se deposita sobre un

material impregnado con una resina epoxy que polimerizaa alta temperatura (cinta preimpregnada).

Se recubre la bobina con este material.

Se introduce en un molde al que se le aplica presin y

calor: la temperatura y la presin logran una impregnacinhomognea en toda la bobina.

El proceso final de polimerizacin de la resina

termoestable se consigue sometiendo el motor a elevadastemperaturas en un horno.

PROCESO RICO EN RESINAPROCESO RICO EN RESINA

La mica en forma de lminas se deposita sobre unLa mica en forma de lminas se deposita sobre unmaterial impregnado con una resina epoxy que polimerizamaterial impregnado con una resina epoxy que polimerizaa alta temperaturaa alta temperatura (cinta(cinta preimpregnadapreimpregnada))..

Se recubre la bobina con este material.Se recubre la bobina con este material.

Se introduce en un molde al que se le aplica presin ySe introduce en un molde al que se le aplica presin ycalor: la temperatura y la presin logran una impregnacincalor: la temperatura y la presin logran una impregnacinhomognea en toda la bobina.homognea en toda la bobina.

El proceso final de polimerizacin de la resinaEl proceso final de polimerizacin de la resina

termoestable se consigue sometiendo el motor a elevadastermoestable se consigue sometiendo el motor a elevadastemperaturas en un horno.temperaturas en un horno.


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actuales IIactuales IIPROCESO VPI EN BOBINAS (Vacuumm Pressure Impregnation)

Inicialmente slo se aplica la cantidad de resina termoestableimprescindible para aglomerar la mica (cinta porosa).

El resto del aglomerante se introduce despus de habercreado el vaco dentro del tanque en el que se encuentra labobina.

El vaco y posteriormente un gas a presin consiguen que laresina termoestable impregne por completo a la bobina.

Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les aplica

presin para ajustar su forma y tamao. El curado se realizaa alta temperatura sobre el motor completo.

PROCESO VPI EN BOBINASPROCESO VPI EN BOBINAS ((Vacuumm Pressure ImpregnationVacuumm Pressure Impregnation))

Inicialmente slo se aplica la cantidad de resina termoestableInicialmente slo se aplica la cantidad de resina termoestableimprescindible para aglomerar la micaimprescindible para aglomerar la mica (cinta porosa)(cinta porosa)..

El resto del aglomerante se introduce despus de haberEl resto del aglomerante se introduce despus de habercreado el vaco dentro del tanque en el que se encuentra lacreado el vaco dentro del tanque en el que se encuentra labobina.bobina.

El vaco y posteriormente un gas a presin consiguen que laEl vaco y posteriormente un gas a presin consiguen que laresina termoestable impregne por completo a la bobina.resina termoestable impregne por completo a la bobina.

Una vez impregnadas las bobinas se extraen y se les aplicaUna vez impregnadas las bobinas se extraen y se les aplica

presin para ajustar su forma y tamao. El curado se realizapresin para ajustar su forma y tamao. El curado se realizaa alta temperatura sobre el motor completo.a alta temperatura sobre el motor completo.


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PROCESO VPI GLOBAL

Las bobinas se montan en las ranuras antes de haberrealizado el proceso de curado de la resina epoxy.

Como material soporte se utilizan cintas porosas con bajo

contenido en resina epoxy. Una vez colocadas todas las bobinas en sus alojamientos y

realizadas las conexiones se introduce el estator en un

tanque. A continuacin, se hace el vaco con lo que el tanque se

inunda de resina epoxy. El estator se pasa a otro tanque

donde se aplica gas a alta presin y temperatura paraproducir la polimerizacin de la resina.

PROCESO VPI GLOBALPROCESO VPI GLOBAL

Las bobinas se montan en las ranuras antes de haberLas bobinas se montan en las ranuras antes de haberrealizado el proceso de curado de la resina epoxy.realizado el proceso de curado de la resina epoxy.

Como material soporte se utilizan cintas porosas con bajoComo material soporte se utilizan cintas porosas con bajo

contenido en resina epoxy.contenido en resina epoxy. Una vez colocadas todas las bobinas en sus alojamientos yUna vez colocadas todas las bobinas en sus alojamientos y

realizadas las conexiones se introduce el estator en unrealizadas las conexiones se introduce el estator en un

tanque.tanque. A continuacin, se hace el vaco con lo que el tanque seA continuacin, se hace el vaco con lo que el tanque se

inunda de resina epoxy. El estator se pasa a otro tanqueinunda de resina epoxy. El estator se pasa a otro tanque

donde se aplica gas a alta presin y temperatura paradonde se aplica gas a alta presin y temperatura paraproducir la polimerizacin de la resina.producir la polimerizacin de la resina.


actuales IIIactuales III


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Procesos VPIProcesos VPI

Precalentar el conjunto yhacer vaco en el tanquePrecalentar el conjunto yPrecalentar el conjunto yhacer vaco en el tanquehacer vaco en el tanque

Esperar tiempo de impreg-nacin y eliminar vaco

Esperar tiempo deEsperar tiempo de impregimpreg--nacin y eliminar vaconacin y eliminar vaco

Transferir resina al tanquey hacer curado en horno

Transferir resina al tanqueTransferir resina al tanquey hacer curado en hornoy hacer curado en horno

Proceso VPIProceso VPIdedeVonRollVonRoll--IsolaIsola

Transferir resina impreg-nacin debido al vaco

Transferir resinaTransferir resina impregimpreg--nacin debido al vaconacin debido al vaco



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Motor de 25kW, 200V para elMotor de 25kW, 200V para elaccionamiento de una bomba.accionamiento de una bomba.Fabricado en Pittsburg porFabricado en Pittsburg porWestinghouseWestinghouse en 1900 enen 1900 en

funcionamiento hasta 1978funcionamiento hasta 1978

Motor de induccin de 1000Motor de induccin de 1000kWkW, 4, 4 kVkVy 3600 RPM para ely 3600 RPM para el

accionamiento de unaccionamiento de uncompresor. Fabricado porcompresor. Fabricado porWestinghouseWestinghouse en la actualidaden la actualidad

7.5. Aspecto fsico de los7.5. Aspecto fsico de los momo--

torestores asncronosasncronos CatCatlogos comercialeslogos comercialesCatCatlogos comercialeslogos comerciales


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7.5. Aspecto fsico II: motores de BT7.5. Aspecto fsico II: motores de BT



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7.6. Aspecto fsico III:7.6. Aspecto fsico III:formas constructivasformas constructivas

normalizadasnormalizadas



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V1 W1

W2 U2 V2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

Pletina de

cobre

Devanados del motor

U1 V1 W1

W2 U2 V2

Caja deconexiones

Conexin en

estrella

Conexin en

tringulo

U1 V1 W1

W2 U2 V2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

U1

U2

V1

V2

W1

W2

Pletina de

cobre

Devanados del motor

U1 V1 W1

W2 U2 V2

Caja deconexiones

Conexin en

estrella

Conexin en

tringulo

U1

7.7. Conexin de los devanados7.7. Conexin de los devanados

Cajas de terminalesCajas de terminalesCatCatlogos comercialeslogos comerciales


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Cabezas deCabezas de

bobinabobina

RefuerzosRefuerzoscarcasacarcasa

FijacinFijacincojinetescojinetes

Refuerzos rotorRefuerzos rotor

NcleoNcleomagntico rotormagntico rotor

NcleoNcleo

magnticomagnticoestatorestator

7.8. Despiece de un motor de MT7.8. Despiece de un motor de MTCatCatlogos comercialeslogos comerciales


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7.9. Despiece de un

motor de BT



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7.10. Principio de7.10. Principio de

funcionamiento Ifuncionamiento IEL ESTATOR DE UN MOTOR

ASNCRONO EST FORMADO PORASNCRONO EST FORMADO POR3 DEVANADOS SEPARADOS EN EL3 DEVANADOS SEPARADOS EN ELESPACIO 120. En la figura seESPACIO 120. En la figura serepresenta slo una espira derepresenta slo una espira de

cada uno de los devanados (RR,cada uno de los devanados (RR,SS, TT)SS, TT)

S

R

R

S

T

T

Estator

Origen dengulos

Rotor S

R

R

S

T

T

Estator

Origen de

ngulos

Rotor

LOS 3 DEVANADOS ESTNLOS 3 DEVANADOS ESTNALIMENTADOS MEDIANTE UNALIMENTADOS MEDIANTE UN

SISTEMA TRIFSICO DESISTEMA TRIFSICO DETENSIONES. POR TANTO, LASTENSIONES. POR TANTO, LAS

CORRIENTES QUE CIRCULAN PORCORRIENTES QUE CIRCULAN PORLAS ESPIRAS SON SENOIDALES YLAS ESPIRAS SON SENOIDALES Y

ESTN DESFASADAS 120ESTN DESFASADAS 120

)t(CosII maxR = 1 )t(CosII maxR = 1

)t(CosIImaxS

1201

= )t(CosIImaxS

1201

=

)t(CosII maxT 1201 += )t(CosII maxT 1201 +=


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funcionamiento IIfuncionamiento IIF

Rotor

Estator

Sucesivas posicionesdel campo

Campo

giratorio

Avancedel campo

Rotor

tP

f

2

SN

NS

El campo magntico resultante de las tres corrientes de fase esEl campo magntico resultante de las tres corrientes de fase es unun

campo que gira en el espacio acampo que gira en el espacio a 60*f/P60*f/P RPMRPM. Donde. Donde PP es eles el nmenme--roro de pares de polos del estator (depende de la forma de conexinde pares de polos del estator (depende de la forma de conexinde las bobinas que lo forman) yde las bobinas que lo forman) y ffla frecuencia de alimentacin.la frecuencia de alimentacin.

P

fNS

=

60 Velocidad deVelocidad desincronismosincronismo


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7.10. Principio de7.10. Principio de funciofuncio--

namientonamiento III: simulacinIII: simulacin

T=0.340 s T=0.352 s T=0.370 s


30/103

7.10. Principio de7.10. Principio de funciofuncio--

namientonamiento III: simulacinIII: simulacinMOTOR DE 2

PARESDE POLOS

MOTOR DE 2MOTOR DE 2

PARESPARESDE POLOSDE POLOS

T=1 S T=1,015 S


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MotorMotorasncronoasncrono

EstatorEstator

RotorRotor

Devanado trifsico a 120 alimentadoDevanado trifsico a 120 alimentadocon sistema trifsico de tensionescon sistema trifsico de tensiones

Espiras en cortocircuitoEspiras en cortocircuito

SistemaSistemaTrifsicoTrifsico

Devanado trifsicoDevanado trifsico

a 120a 120 Campo giratorio 60f/PCampo giratorio 60f/P

FEM inducidaFEM inducida

por el campopor el campogiratorio en lasgiratorio en lasespiras del rotorespiras del rotor

Espiras en cortoEspiras en cortosometidas a tensinsometidas a tensin

Circulacin deCirculacin de

corriente por lascorriente por lasespiras del rotorespiras del rotor

Ley deLey de BiotBiot

yy SavartSavartFuerza sobre lasFuerza sobre lasespiras del rotorespiras del rotor

Par sobrePar sobreel rotorel rotor

Giro de laGiro de laMquinaMquina


funcionamiento IVfuncionamiento IV


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EL MOTOR ASNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDADEL MOTOR ASNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDADINFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN CASOINFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN CASO

CONTRARIOCONTRARIO NO SE INDUCIRA FUERZA ELECTROMOTRIZ ENNO SE INDUCIRA FUERZA ELECTROMOTRIZ EN

EL ROTOR DE LA MQUINAEL ROTOR DE LA MQUINAY, POR TANTO, NO HABRA PARY, POR TANTO, NO HABRA PARMOTORMOTOR

7.10. Principio de7.10. Principio defuncionamiento Vfuncionamiento V

CUANDO TRABAJA EN VACO GIRA MUY PRXIMO A LACUANDO TRABAJA EN VACO GIRA MUY PRXIMO A LAVELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL NICO PARVELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL NICO PARMOTOR DESARROLLADO POR LA MQUINA ESMOTOR DESARROLLADO POR LA MQUINA ES EL NECESARIOEL NECESARIO

PARA COMPENSAR LAS PRDIDASPARA COMPENSAR LAS PRDIDAS


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7.11. Ventajas de los motores7.11. Ventajas de los motores

de induccinde induccin La nica alimentacin elctrica que reciben se hace a travs deLa nica alimentacin elctrica que reciben se hace a travs dela lnea trifsica que alimenta al devanado estatrico.la lnea trifsica que alimenta al devanado estatrico. NO HAYNO HAY

ESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTESESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTES..

El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistemaEl rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistema

aislante.aislante. Tienen par de arranque.Tienen par de arranque.

No tienen problemas de estabilidad ante variaciones bruscas deNo tienen problemas de estabilidad ante variaciones bruscas dela carga.la carga.

VENTAJAS DE LOS MOTORES ASNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASNCRONOS

Aumento delAumento delpar de cargapar de carga

Reduccin de laReduccin de lavelocidad de girovelocidad de giro

MayorMayorFEMFEM

Mayor corrienteMayor corrienterotorrotor

MayorMayorpar motorpar motor

EstabilidadEstabilidad


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7.11. Inconvenientes de los7.11. Inconvenientes de los

motores de induccinmotores de induccin

La corriente de arranque es mucho mayor que la corriente deLa corriente de arranque es mucho mayor que la corriente defuncionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En muchofuncionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En muchocasos es necesario disponer procedimientos especiales decasos es necesario disponer procedimientos especiales delimitacin de la corriente de arranque.limitacin de la corriente de arranque.

La variacin de su velocidad implica la variacin de laLa variacin de su velocidad implica la variacin de la frecuenfrecuen--ciacia de la alimentacin: es necesario disponer de un convertidorde la alimentacin: es necesario disponer de un convertidorelectrnico que convierta la tensin de red en una tensin deelectrnico que convierta la tensin de red en una tensin defrecuencia variable.frecuencia variable.

INCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASNCRONOS

EQUIPOEQUIPORECTIFICADORRECTIFICADOR

TRIFSICOTRIFSICO

EQUIPOEQUIPOINVERSORINVERSORTRIFSICOTRIFSICO

SISTEMASISTEMADEDE

FILTRADOFILTRADO

3 FASES3 FASES5050 HzHz

3 FASES3 FASESf VARIABLEf VARIABLE

BUS DEBUS DECCCC

ONDA ESCALONADAONDA ESCALONADADE f VARIABLEDE f VARIABLE


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7.12. Deslizamiento en las7.12. Deslizamiento en lasmquinas asncronasmquinas asncronas

100

= SmS

(%)S

100

=

S

mS(%)S

SSS

mS

m N)S(N)N

NN

(N =

= 11 SSSmS

mN)S(N)

N

NN(N =

= 11

Sm )S( = 1 Sm )S( = 1

VelocidadVelocidadmecnicamecnicadel rotordel rotor

mSdes NNN = mSdes NNN =

PfNS = 60P fNS

= 60

Velocidad deVelocidad de

deslizamientodeslizamiento

100100

==S

mS

S

des

NNN

NN

(%)S 100100

==S

mS

S

des

NNN

NN

(%)S

DeslizamientoDeslizamiento

S=0 Velocidad de sincronismoS=0 Velocidad de sincronismoS=1 Rotor paradoS=1 Rotor parado{{

LOS MOTORES DE INDUCCINTRABAJAN SIEMPRE CON VALORES

MUY BAJOS DE S: S


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7.13. Frecuencia en el rotor de7.13. Frecuencia en el rotor de

las mquinas asncronas Ilas mquinas asncronas IFrecuenciaFrecuencia

FEM inducidaFEM inducidaen el rotoren el rotor

En el lmite:En el lmite:SS1;1; NNmm 00

En el lmite:En el lmite:SS0;0; NNmm NNss

ffrotorrotor ffestatorestator ffrotorrotor00

Aumento frecuenciaAumento frecuenciainducida rotorinducida rotor

Disminucin frecuenciaDisminucin frecuenciainducida rotorinducida rotor

> velocidad relativa> velocidad relativacampo respecto rotorcampo respecto rotor

< velocidad relativa< velocidad relativacampo respecto rotorcampo respecto rotor

AumentoAumento

velocidad girovelocidad giro

ReduccinReduccin

velocidad girovelocidad giro

La misma que la velocidadLa misma que la velocidad

relativa del campo respectorelativa del campo respectoal rotor (S)al rotor (S)


37/103

7.13. Frecuencia en el rotor de7.13. Frecuencia en el rotor delas mquinas asncronas IIlas mquinas asncronas II

GIRO ENGIRO ENVACO:VACO:NNmm NNSS

ffrotorrotor00

ROTORROTORBLOQUEADO:BLOQUEADO:

NNmm=0=0ffrotorrotor ffestatorestator

estatorrotor fSf = estatorrotor fSf =

Para cualquierPara cualquiervelocidad entre 0 y Nvelocidad entre 0 y NSS

Pf

N estatorS

=60

PfN estatorS

=

60estator

S

Srotor fN

NmNf = estatorS

Srotor fN

NmNf =

60

NmNPf Srotor

= 60

NmNPf

Srotor

=

7 14 Ci it i l t d7 14 Ci ito e i le te de


38/103

7.14. Circuito equivalente de7.14. Circuito equivalente de

la mquina asncrona Ila mquina asncrona I

111 EIjXRU Ss ++= 111 EIjXRU Ss ++=

Xs Rs

U1 E1

I1

Xs Rs

U1 E1

I1

CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTEDEL ESTATOR PARADEL ESTATOR PARA

CUALQUIER VELOCIDADCUALQUIER VELOCIDADDE GIRODE GIRO

ALIMENTADO A f1frecuencia de red

ALIMENTADO A fALIMENTADO A f11frecuencia de redfrecuencia de red

ReactanciaReactancia

dispersindispersinestatorestator

ResistenciaResistencia

estatorestator

ReactanciaReactanciamagnetizantemagnetizante

estatorestator

EQUIVALENTEEQUIVALENTEPOR FASEPOR FASE

CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTE

ROTOR CON LAROTOR CON LAMQUINA BLOQUEADAMQUINA BLOQUEADA

ALIMENTADO A f1frecuencia de redALIMENTADO A fALIMENTADO A f11

frecuencia de redfrecuencia de red

XR RR

E2

IRbloq

XR RR

E2

IRbloqReactanciaReactanciadispersindispersinrotorrotor

ResistenciaResistenciarotorrotor


magnetizantemagnetizanterotorrotor

EQUIVALENTEEQUIVALENTEPOR FASEPOR FASE

CON ROTOR BLO-QUEADO:

frotor=festator

CON ROTOR BLOCON ROTOR BLO--QUEADO:QUEADO:

ffrotorrotor==ffestatorestator

bloqRRR IjXRE +=2 bloqRRR IjXRE +=2


39/103

LA FEM INDUCIDAEN EL ROTOR ES

PROPORCIONAL ALA VELOCIDAD DELCAMPO RESPECTO

AL ROTOR (S)

LA FEM INDUCIDALA FEM INDUCIDAEN EL ROTOR ESEN EL ROTOR ES

PROPORCIONAL APROPORCIONAL ALA VELOCIDAD DELLA VELOCIDAD DELCAMPO RESPECTOCAMPO RESPECTO

AL ROTOR (S)AL ROTOR (S)


la mquina asncrona IIla mquina asncrona IICon el rotor

bloqueado se

induce E2

Con el rotorCon el rotorbloqueado sebloqueado se

induceinduce EE22

En vaco seinduce 0

En vaco seEn vaco seinduceinduce 00

A una

velocidad en-tre 0 y NS, es

decir a un des-lizamiento S

A unaA una

velocidad envelocidad en--tretre 0 y N0 y NS,S, esesdecir a un desdecir a un des--

lizamientolizamiento SS

SEINDUCE:

S*E2

SESEINDUCE:INDUCE:

S*ES*E22

La FEM inducida en el rotor para unavelocidad cualquiera N (corres-pondiente a un deslizamiento S)

La FEM inducida en el rotor para unaLa FEM inducida en el rotor para unavelocidad cualquiera N (corresvelocidad cualquiera N (corres--pondientepondiente a un deslizamiento Sa un deslizamiento S))

S*ES*E22S*XR RR

S*E2

IR

S*XR RR

S*E2

IR ReactanciaReactanciadispersindispersinrotorrotor


ALIMENTADOA: f2=S*f1

ALIMENTADOALIMENTADO

A:A: ff22=S*f=S*f11

Circuito equivalente para elCircuito equivalente para elrotor con deslizamiento Srotor con deslizamiento S

LA RESISTENCIA ROTRICA

RRNO VARA CON LAFRECUENCIAY, POR TANTO, TAMPOCO CON S

LA RESISTENCIA ROTRICALA RESISTENCIA ROTRICA

RRRR NO VARANO VARA CON LACON LAFRECUENCIAFRECUENCIAY, POR TANTO,Y, POR TANTO, TAMPOCOTAMPOCO CONCON SS

LA REACTANCIAXRVARA CON S:CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES S,

XRPASA SER S*XR

LA REACTANCIALA REACTANCIAXXRRVARA CON S:VARA CON S:CUANDO EL DESLIZAMIENTO ESCUANDO EL DESLIZAMIENTO ES SS,,

XXRRPASA SERPASA SER S*XS*XRR

7 14 Ci it i l t d7 14 Ci it i l t d


40/103


la mquina asncrona IIIla mquina asncrona IIIsRRR ISjXRES += 2 sRRR ISjXRES += 2

RRRR

RsjX

SR EjXR ESI +

=+=22

RRRR

RsjX

SR EjXR ESI +

=+=22

Se puede obtener la misma corriente en

el mismo circuito alimentado a f1 con slocambiar RRpor RR/S

Se puede obtener la misma corriente enSe puede obtener la misma corriente en

el mismo circuito alimentado ael mismo circuito alimentado a ff11 con slocon slocambiar Rcambiar RRR por Rpor RRR/S/S

ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITOEQUIVALENTE DE LA MQUINA

ASNCRONA TRABAJANDO SLO CON LAFRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA

SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LARESISTENCIA RR/S

ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITOES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITOEQUIVALENTE DE LA MQUINAEQUIVALENTE DE LA MQUINA

ASNCRONA TRABAJANDO SLO CON LAASNCRONA TRABAJANDO SLO CON LAFRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTAFRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA

SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LASIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LARESISTENCIARESISTENCIA RRRR/S/S

CIRCUITO EQ. ROTOR ACIRCUITO EQ. ROTOR ADESLIZAMIENTO SDESLIZAMIENTO S

S*XR RR

S*E2

IR

S*XR RR

S*E2

IR ReactanciaReactanciadispersindispersinrotorrotor


ALIMENTADOA: f2=S*f1

ALIMENTADOALIMENTADOA:A: ff22=S*f=S*f11

ALIMENTADOA: f1ALIMENTADOALIMENTADOA:A: ff11

XR

E2

IR

SRR

XR

E2

IR

SRR

i i i l d


41/103


la mquina asncrona IVla mquina asncrona IVPARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRN

LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATORPARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRNPARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRN

LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATORLOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATOR

SE PLANTEAR QUE LA MQUINA ASNCRONA ES EQUIVALENTEAUN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relacin

Transf.=rt)

SE PLANTEAR QUE LA MQUINA ASNCRONA ESSE PLANTEAR QUE LA MQUINA ASNCRONA ES EQUIVALENTEEQUIVALENTEAAUN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario RelacinUN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relacin

Transf.=Transf.=rrtt))

SE REDUCIR EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)SE REDUCIR EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)SE REDUCIR EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)Xs Rs

U1 E1

I1

XR

E2

IR

S 'RR

122 ErE'E t ==

Xs Rs

U1 E1

I1

XR

E2

IR

S 'RR

122 ErE'E t ==


42/103

Xs Rs

U1 E1

I1

XR

E2

IR

S

'RR

122 ErE'E t ==

Xs Rs

U1 E1

I1

XR

E2

IR

S

'RR

122 ErE'E t ==

7.14. Circuito equivalente de7.14. Circuito equivalente dela mquina asncrona Vla mquina asncrona V

COMO E1=E2SE PUEDENUNIR EN CORTOCIRCUITOCOMOCOMO EE11=E=E22SE PUEDENSE PUEDENUNIR EN CORTOCIRCUITOUNIR EN CORTOCIRCUITO


43/103


la mquina asncrona VIla mquina asncrona VI

I00

I

Ife

I00

I

Ife

ComponentemagnetizanteComponenteComponentemagnetizantemagnetizante

Componentede prdidasComponenteComponentede prdidasde prdidas

XX

II

RfeRfe

IfeIfeI0I0

Xs Rs

U1

I1

XRIR

S'RR

122 ErE'E t ==

Xs Rs

U1

I1

XRIR

S'RR

122 ErE'E t ==


44/103

7.14. Circuito equivalente de7.14. Circuito equivalente dela mquina asncrona VIIla mquina asncrona VII

+=

S

S'R'R

S

'RRR

R 1

+=

S

S'R'R

S

'RRR

R 1LA RESISTENCIA

VARIABLE SE PUEDEDIVIDIR EN DOSCOMPONENTES

LA RESISTENCIALA RESISTENCIAVARIABLE SE PUEDEVARIABLE SE PUEDE

DIVIDIR EN DOSDIVIDIR EN DOSCOMPONENTESCOMPONENTES

Xs Rs

U1

I1

XRIR

S

'RR

X Rfe

IfeI

I0Xs Rs

U1

I1

XRIR

S'RR

X Rfe

IfeI

I0


45/103

7.14. Circuito equivalente de7.14. Circuito equivalente dela mquina asncrona VIIIla mquina asncrona VIII

TensinTensinde fasede fase

(Estator(Estator))

ResistenciaResistenciacobre rotorcobre rotor


dispersindispersinrotorrotor

ResistenciaResistenciapotenciapotencia

mecnicamecnicaentregadaentregada


cobre estatorcobre estatorReactanciaReactanciadispersindispersinestatorestator

ReactanciaReactanciamagnetizantemagnetizante

ResistenciaResistenciaprdidas hierroprdidas hierro

CorrienteCorrientede vacode vaco

El circuito equivalente se planteaEl circuito equivalente se planteapor fase y con conexin en estrellapor fase y con conexin en estrellaTodos los elementos del circuito con Todos los elementos del circuito con estn referidos al estatorestn referidos al estator

Xs Rs

U1

I1

XR IR

X Rfe

IfeI

I0RR

S

S'RR

1

Xs Rs

U1

I1

XR IR

X Rfe

IfeI

I0RR

SS

'RR1

7 14 Ci i i l d7 14 Ci it i l t d


46/103


la mquina asncrona IXla mquina asncrona IX

Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a laentrada es alta (0,8 aprox)Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potenciaCon la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a laa laentrada es alta (0,8entrada es alta (0,8 aproxaprox))

En vaco (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: elcircuito es principalmente inductivo fdp 0,1 - 0,2 aprox

En vaco (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: elEn vaco (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: elcircuito es principalmente inductivocircuito es principalmente inductivo fdpfdp 0,10,1 -- 0,20,2 aproxaprox

Potencia entregadaPotencia entregadaPotencia entregada

En un motor asncrono la corriente de vaco no es despreciableEn un motor asncrono la corriente de vaco no es despreciableEn un motor asncrono la corriente de vaco no es despreciable

Xs Rs

U1

I1

XR IR

X Rfe

IfeI

I0RR

SS

'RR1

Xs Rs

U1

I1

XR IR

X Rfe

IfeI

I0RR

SS

'RR1

(T. DE FASE)(T. DE FASE)

CosCosCos

7 15 Cl l d l did7 15 Cl l d l did


47/103

7.15. Clculo de las prdidas7.15. Clculo de las prdidas

en la mquina asncrona Ien la mquina asncrona I

23 'IS

'RP RR

g =23 'I

S'RP R

Rg =

213 'IS

S'RPPP RRrotcugmi

== 213 'I

SS'RPPP RRrotcugmi

==

======== CosCosII3V3VPP 111111 POTENCIA ABSORBIDA DE LA RED ELCTRICAPOTENCIA ABSORBIDA DE LA RED ELCTRICA2

13 IRP SestCu =2

13 IRP SestCu = PRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ESTATOR (Cu)PRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ESTATOR (Cu)

fefe R

EP

213 =fefe R

EP

213 =

PRDIDAS EN EL HIERRO. SUELEN CONSIDERARSE CONPRDIDAS EN EL HIERRO. SUELEN CONSIDERARSE CON--

CENTRADAS EN EL ESTATOR. EN EL ROTOR LA f ES MUYCENTRADAS EN EL ESTATOR. EN EL ROTOR LA f ES MUYBAJABAJA

feestCug PPPP = 1 feestCug PPPP = 1POTENCIA QUE ATRAVIESA EL ENTREHIERRO DEPOTENCIA QUE ATRAVIESA EL ENTREHIERRO DELA MQUINALA MQUINA

23 'I'RP RRRotCu =23 'I'RP RRRotCu = PRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ROTOR (Cu)PRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ROTOR (Cu)

La potencia que atraviesa elentrehierro es la que disipaen la resistencia total de la

rama del rotor (RR/S)

La potencia que atraviesa elLa potencia que atraviesa elentrehierro es la que disipaentrehierro es la que disipaen la resistencia total de laen la resistencia total de la

rama del rotorrama del rotor (R(RRR/S)/S)

POTENCIA MECNICA INTERPOTENCIA MECNICA INTER--NA: ATRAVIESA EL ENTREHIENA: ATRAVIESA EL ENTREHIE--RRO Y PRODUCE TRABAJORRO Y PRODUCE TRABAJO

Se disipa en laSe disipa en la resisresis--tenciatencia variablevariable


48/103

7.15. Clculo de las prdidas7.15. Clculo de las prdidas

en la mquina asncrona IIen la mquina asncrona IIgggrotcugmi PSPSPPPP === 1[ ] gggrotcugmi PSPSPPPP === 1

OTRA FORMA DE CALCULAROTRA FORMA DE CALCULAR--

LA A PARTIR DEL DESLIZALA A PARTIR DEL DESLIZA--MIENTOMIENTO

esrotacionalymecnicasPrdidasPP miU ==== esrotacionalymecnicasPrdidasPP miU ====

PAR INTERNO: EL PAR TOTALPAR INTERNO: EL PAR TOTALDESARROLLADO INTERNADESARROLLADO INTERNA--MENTE POR LA MQUINAMENTE POR LA MQUINA

Velocidad angularVelocidad angularde giro del rotorde giro del rotor

[[[[ ]]]]

S

ggmi

i

PPSPT

====

====

====

1[[[[ ]]]]

S

ggmi

i

PPSPT

====

====

====

1

Velocidad angularVelocidad angularde sincronismode sincronismo

PAR TILPAR TIL: EL PAR QUE ES: EL PAR QUE ES

CAPAZ DE DESARROLLAR ELCAPAZ DE DESARROLLAR ELMOTOR EN EL EJEMOTOR EN EL EJE==== UU

PT ====

UU

PT

7 16 Clculo del par de una7 16 Clculo del par de una


49/103

jXs Rs jXR IR

S 'RR

jX

A

B

U1

I1

+

jXs Rs jXR IR

S 'RR

jX

A

B

U1

I1

+

7.16. Clculo del par de una7.16. Clculo del par de una

mquina asncrona Imquina asncrona ICALCULANDO EL

EQUIVALENTETHEVENIN

ENTREA y B

CALCULANDO ELCALCULANDO ELEQUIVALENTEEQUIVALENTE

THEVENINTHEVENINENTREENTREA y BA y B

Se puededespreciar Rfe

Se puedeSe puededespreciardespreciar RRfefe

jXth Rth jXR IR

S'RR

A

B

Vth

I1

+

jXth Rth jXR IR

S'RR

A

B

Vth

I1

+[[[[ ]]]]

++++++++====

XXjRjXUV

SSth

1

[[[[ ]]]]

++++++++====

XXjRjXUV

SSth

1

[[[[ ]]]][[[[ ]]]]

++++++++

++++==== XXjR

jXjXRZ

SSSSth

[[[[ ]]]][[[[ ]]]]

++++++++

++++==== XXjR

jXjXRZ SS

SSth

7 16 Cl l d l d7 16 Cl l d l d


50/103

7.16. Clculo del par de una7.16. Clculo del par de una

mquina asncrona IImquina asncrona II

[[[[ ]]]]2

2

'XXS'R

R

V'I

RthR

th

thR

++++++++

++++

====

[[[[ ]]]]2

2

'XXS'R

R

V'I

RthR

th

thR

++++++++

++++

====

jXth Rth jXR IR

S 'RR

A

B

Vth

I1

+

jXth Rth jXR IR

S'R

R

A

B

Vth

I1

+ [[[[ ]]]]'XXjS'R

R

V'I

RthRth

thR

++++++++++++

====

[[[[ ]]]]'XXjS'R

R

V'I

RthR

th

thR

++++++++++++

====

[[[[ ]]]]22

2

23

3

'XXS 'RR

S'R

V'I

S

'RP

RthRth

Rth

RR

g

++++++++

++++

========

[[[[ ]]]]22

2

23

3

'XXS 'RR

S'R

V'I

S'R

P

RthRth

Rth

RR

g

++++++++

++++

========

)S(fTi ==== )S(fTi ====

[[[[ ]]]]22

2

3

'XXS

'RR

S

'RVP

T

RthR

th

Rth

SS

gi

++++++++

++++

====

====

[[[[ ]]]]22

2

3

'XXS

'RR

S

'RVP

T

RthR

th

Rth

SS

gi

++++++++

++++

====

====

7 17 Curvas de respuesta7 17 Curvas de respuesta


51/103

7. 17. Curvas de respuesta7. 17. Curvas de respuesta

mecnica parmecnica par -- velocidad Ivelocidad I

1 Deslizamiento S

Par

Par deArranque

Par mximo

Par Nominal

0

Velocidad de

sincronismo

Motor Generador Freno

1 Deslizamiento S

Par

Par deArranque

Par mximo

Par Nominal

0

Velocidad de

sincronismo

Motor GeneradorFreno

S>1S>1S>1 0


52/103

7. 17. Curvas de respuesta7. 17. Curvas de respuestamecnica parmecnica par -- velocidad IIvelocidad II

La caracterstica mecnica de los motores de induccin esprcticamente lineal entre vaco y plena carga

La caracterstica mecnica de los motores de induccin esLa caracterstica mecnica de los motores de induccin esprcticamente lineal entre vaco y plena cargaprcticamente lineal entre vaco y plena carga

El par mximo suele ser de 2 a 3 veces el nominalEl par mximo suele ser de 2 a 3 veces el nominalEl par mximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal

El par de arranque tiene que ser superior al nominal parapermitir que el motor se ponga en marcha

El par de arranque tiene que ser superior al nominal paraEl par de arranque tiene que ser superior al nominal parapermitir que el motor se ponga en marchapermitir que el motor se ponga en marcha

Para un determinado deslizamiento el par vara con elcuadrado de la tensin

Para un determinado deslizamiento el par vara con elPara un determinado deslizamiento el par vara con elcuadrado de la tensincuadrado de la tensin


53/103

7.17. Curvas de respuesta7.17. Curvas de respuestamecnica parmecnica par -- velocidad IIIvelocidad III

Banda dedispersinBanda deBanda dedispersindispersin



54/103

7.17. Curvas de respuesta7.17. Curvas de respuestamecnica parmecnica par -- velocidad IVvelocidad IV


7 18 P i d7 18 P i d t


55/103

7.18. Par mximo de un motor7.18. Par mximo de un motor

de induccin Ide induccin IjXth Rth jXR

IR

S'RR

A

B

Vth

I1

+

jXth Rth jXR

IR

S'RR

A

B

Vth

I1

+

El par ser

mximo cuandoPg sea mxima,es decir cuandose transfiera a

RR/S la mximapotencia

El par serEl par ser

mximo cuandomximo cuandoPPgg sea mxima,sea mxima,es decir cuandoes decir cuandose transfiera ase transfiera a

RRRR/S/S la mximala mximapotenciapotencia

[[[[ ]]]]22 'XXRS

'RRthth

R ++++++++==== [[[[ ]]]]22 'XXR

S'R Rthth

R ++++++++==== TEOREMATRANSFERENCIAMX. POTTEOREMATEOREMA

TRANSFERENCIATRANSFERENCIAMX. POTMX. POT

[[[[ ]]]]22 'XXR

'RS

Rthth

RTMAX

++++++++==== [[[[ ]]]]22 'XXR

'R

SRthth

RTMAX ++++++++==== [[[[ ]]]]

++++++++++++

==== 22

2

2

3

'XXRR

VT

RthththS

thmax

[[[[ ]]]]

++++++++++++

==== 22

2

2

3

'XXRR

V

TRthththS

thmax

7 18 P i d t7 18 P i d t


56/103

7.18. Par mximo de un motor7.18. Par mximo de un motor

de induccin IIde induccin II

ResistenciaResistencia rotricarotrica crecientecreciente

SSTMAX1TMAX1SSTMAX2TMAX2SSTMAX3TMAX3

ParPar

SS

[[[[ ]]]]

22 'XXR

'RS

Rthth

RTMAX

++++++++

====[[[[ ]]]]22 'XXR

'RS

Rthth

RTMAX

++++++++====

EL deslizamiento alque se produce el par

mximo SDEPENDE DE RR

EL deslizamiento alEL deslizamiento alque se produce el parque se produce el par

mximomximo SSDEPENDE DE RDEPENDE DE RRR

Esta propiedad se usa para el arran-

que mediante insercin de resisten-cias en mquinas de rotor bobinado

Esta propiedad se usa para elEsta propiedad se usa para el arranarran--

que mediante insercin de resistenque mediante insercin de resisten--ciascias en mquinas de rotor bobinadoen mquinas de rotor bobinado

El par mximo NO

depende de laresistenciarotrica RR

El par mximo NOEl par mximo NOdepende de ladepende de la

resistenciaresistenciarotricarotrica RRRR

[[[[ ]]]]

++++++++++++

====

22

2

2

3

'XXRR

VT

RthththS

th

max [[[[ ]]]]

++++++++++++

====

22

2

2

3

'XXRR

VT

RthththS

th

max

7 19 E d t lib7 19 E d t lib


57/103

7.19. Ensayo de rotor libre7.19. Ensayo de rotor libre

SS-1

'R:0SSi R

SS-1

'R:0SSi R

Xs

Rs

U1

I0

XR

X Rfe

IfeI

RRXs R

s

U1

I0

XR

X Rfe

IfeI

RR

En vaco SEn vaco S0:0:

Al no circular corriente por RR puede considerarse que en

este ensayo las prdidas en el Cu son slo las del estator

Al no circular corriente por RAl no circular corriente por RRR puede considerarse que en puede considerarse que en

este ensayo las prdidas en el Cu son slo las del estatoreste ensayo las prdidas en el Cu son slo las del estator

0

03

I

V

Z

Lnea

====0

03

I

V

Z

Lnea

====

2

0

00

3 I

PR

====

++++==== XXRZX s2

0

2

00 ++++==== XXRZX s2

0

2

00{{{{{{{{

I0(t)I0(t)

Motor girando sin cargaMotor girando sin cargaMotor girando sin cargaCondiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:

W1W1

W2W2

AU1(t)

U1(t)

++

++

++

V y f nominalesV y f nominalesV y f nominales

ZZ00

Impedancia

por fase delmotor

ImpedanciaImpedancia

por fase delpor fase delmotormotor000 jXRZ ++++==== 000 jXRZ ++++====

femecestcu PPPWWP ++++++++====++++==== 210 femecestcu PPPWWP ++++++++====++++==== 210

7 20 Ensayo de rotor7 20 Ensayo de rotor


58/103

7.20. Ensayo de rotor7.20. Ensayo de rotor

bloqueado Ibloqueado I

I1n(t)I1n(t)

Rotor bloqueadoRotor bloqueadoRotor bloqueado

Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:

W1W1

W2W2

AUcc(t)Ucc(t)

++

++

++

V reducida e I nominalV reducida e I nominalV reducida e I nominal

V

El ensayo se realiza subiendogradualmente la tensin de ali-

mentacin hasta que la corrien-te circulante sea la nominal

El ensayo se realiza subiendoEl ensayo se realiza subiendogradualmente la tensin degradualmente la tensin de aliali--

mentacinmentacin hasta que lahasta que la corriencorrien--te circulante sea la nominalte circulante sea la nominal

3

ccU3

ccU

Xs Rs

I1n

XR RRXs Rs

I1n

XR RR

Se puede despreciarla rama paralelo

Se puede despreciarSe puede despreciarla rama paralelola rama paralelo

Tensin de ensayomuy reducida

Tensin de ensayoTensin de ensayomuy reducidamuy reducida

Corriente por Xdespreciable

Corriente por XCorriente por Xdespreciabledespreciable

Muy pocasprdidas FeMuy pocasMuy pocasprdidas Feprdidas Fe

Rfedespreciable

RRfefedespreciabledespreciable

ZZcccc

cccccc jXRZ ++++==== cccccc jXRZ ++++====

'RRR Rscc ++++==== 'RRR Rscc ++++====

'XXX Rscc ++++==== 'XXX Rscc ++++====Se elimina

rama paraleloSe eliminaSe elimina

rama paralelorama paralelo

7 20 Ensayo de rotor7 20 Ensayo de rotor


59/103


bloqueado IIbloqueado IIXs RsI1n

XR RRXs Rs

I1n

XR RR

3

ccU3

ccUSe puede despreciar

la rama paraleloSe puede despreciarSe puede despreciar

la rama paralelola rama paraleloZZcccc

rotcuestcucc PPWWP ++++====++++==== 21 rotcuestcucc PPWWP ++++====++++==== 21

n

cc

cc I

UZ

1

3====n

cc

cc I

UZ

1

3====2

13 n

cccc

I

PR

==== 2

13 n

cccc

I

PR

====

CLCULO PARMETROSCIRCUITO EQUIVALENTECLCULO PARMETROSCLCULO PARMETROS

CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTE

[[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++==== 60 [[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++==== 60

[[[[ ]]]]'XX,'XRSR

++++==== 70 [[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++==== 70

'XX RS ==== 'XX RS ====

[[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++==== 40 [[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++==== 40

[[[[ ]]]]'XX,XRSS

++++==== 30 [[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++==== 30

'XX RS ==== 'XX RS ====

XS y XRXXSS yy XXRR Regla emprica segn tipo de motorRegla emprica segn tipo de motorRegla emprica segn tipo de motor

MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:

MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:

MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:

MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:

RS Se obtiene por medicin directasobre los devanados del estator

RRSS Se obtiene por medicin directaSe obtiene por medicin directasobre los devanados del estatorsobre los devanados del estator

20 d


60/103

CLCULO PARMETROSCIRCUITO

EQUIVALENTE

CLCULO PARMETROSCLCULO PARMETROSCIRCUITOCIRCUITO

EQUIVALENTEEQUIVALENTE


bloqueado IIIbloqueado III

SXXX ==== 0 SXXX ==== 0XXXDespus de aplicar la Regla empricaanterior para obtener las reactancias

de rotor y estator se aplica elresultado del ensayo de vaco

Despus de aplicar la Regla empricaDespus de aplicar la Regla empricaanterior para obtener las reactanciasanterior para obtener las reactanciasde rotor y estator se aplica elde rotor y estator se aplica elresultado del ensayo de vacoresultado del ensayo de vaco

RRRRSe obtiene restando a RCC (Ensayo de

rotor bloqueado) el valor de RS(medicin directa)

Se obtiene restando a RSe obtiene restando a RCCCC (Ensayo de(Ensayo derotor bloqueado) el valor de Rrotor bloqueado) el valor de RSS

(medicin directa)(medicin directa)SccR RR'R ==== SccR RR'R ====

7 21 Caractersticas funcionales7 21 Caractersticas funcionales


61/103

Corriente absorbida en funcin de la velocidad

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

CorrienteA

Corriente absorbida en funcin de la velocidad

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

CorrienteA

7.21. Caractersticas funcionales7.21. Caractersticas funcionales

de los motores asncronos Ide los motores asncronos I

Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensin: 380 VCorriente: 17 A

Velocidad : 946 RPMPolos: 6

Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5Potencia: 7,5 kWkWTensin: 380 VTensin: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 A

Velocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6

Velocidad desincronismo

Velocidad deVelocidad desincronismosincronismo

Corrientede vaco

CorrienteCorrientede vacode vaco

Corrientenominal

CorrienteCorrientenominalnominal

7 21 Ca acte sticas f ncionales7 21 Caractersticas funcionales


62/103

Potencia elctrica absorbida en funcin de la velocidad

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

PotenciaW

Potencia elctrica absorbida en funcin de la velocidad

0

10002000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

PotenciaW






de los motores asncronos IIde los motores asncronos II



Potencia elctricaconsumida plena carga

Potencia elctricaPotencia elctricaconsumida plena cargaconsumida plena carga



63/103

Rendimiento en funcin de la velocidad

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Rendimiento%

Rendimiento en funcin de la velocidad

0,000

0,100

0,200

0,300

0,400

0,500

0,600

0,700

0,800

0,900

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Rendimiento

%






de los motores asncronos IIIde los motores asncronos III



Rendimientoen vaco

RendimientoRendimientoen vacoen vaco

Rendimientoa plena cargaRendimientoRendimientoa plena cargaa plena carga



64/103

Factor de potencia en funcin de la velocidad

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Factordepotencia

Factor de potencia en funcin de la velocidad

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Factordepotencia






de los motores asncronos IVde los motores asncronos IV



fdp envaco

fdpfdp enenvacovaco

fdp a plenacarga

fdpfdp a plenaa plenacargacarga

7 21 C t ti f i l7 21 C t ti f i l


65/103

Caracterstica mecnica en zona estable

0

10

20

30

40

50

60

70

80

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Par(Nm)

Caracterstica mecnica en zona estable

0

10

20

30

40

50

60

70

80

945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000

RPM

Par(Nm)






de los motores asncronos Vde los motores asncronos V



7 21 C t ti7 21 C t ti


66/103

7.21. Caractersticas7.21. Caractersticas

funcionales de los motoresfuncionales de los motoresasncronos VIasncronos VI

VELOCIDADES DE GIRO TPICASVELOCIDADES DE GIRO TPICASFuente: ABBFuente: ABB Guide for selectingGuide for selecting a motora motor

NMERODE POLOS

VELOCIDADSINCRONISMO (RPM)

VELOCIDAD TPICAPLENA CARGA

2 3000 29004 1500 14406 1000 9608 750 720

10 600 58012 500 48016 375 360



67/103

Evolucin de la temperatura de los devanados desde elarranque hasta el rgimen permanente trmico

Evolucin de la temperatura de los devanados desde elEvolucin de la temperatura de los devanados desde elarranque hasta el rgimen permanente trmicoarranque hasta el rgimen permanente trmico


de los motores asncronos VIIde los motores asncronos VII


Velocidad : 946 RPM

Polos: 6


Velocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPM

Polos: 6Polos: 6

T 114 C:

Motor Clase F:T max= 155 C

T 114 C:T 114 C:

Motor Clase F:Motor Clase F:TT maxmax= 155 C= 155 C

7 22 Control de las caractersticas7 22 Control de las caractersticas


68/103

7.22. Control de las caractersticas7.22. Control de las caractersticas

mecnicas de los motores de induccinmecnicas de los motores de induccinmediante el diseo del rotor Imediante el diseo del rotor I


rotricarotrica

crecientecreciente

SSTMAX1TMAX1SSTMAX2TMAX2SSTMAX3TMAX3

ParPar

SS

EL RENDIMIENTO DEL MOTORES BAJOEL RENDIMIENTO DEL MOTOREL RENDIMIENTO DEL MOTORES BAJOES BAJO

Si la resistencia rotrica es elevadael par de arranque del motor

tambin lo es

Si la resistenciaSi la resistencia rotricarotrica es elevadaes elevadael par de arranque del motorel par de arranque del motor

tambin lo estambin lo es

Si la resistencia rotrica es elevadael par mximo del motor aparece

con deslizamiento elevado

Si la resistenciaSi la resistencia rotricarotrica es elevadaes elevadael par mximo del motor apareceel par mximo del motor aparece

con deslizamiento elevadocon deslizamiento elevado

[[[[ ]]]] gmi PSP ==== 1[[[[ ]]]] gmi PSP ==== 1

Si el deslizamiento es elevado lapotencia mecnica interna es bajaSi el deslizamiento es elevado laSi el deslizamiento es elevado la

potencia mecnica interna es bajapotencia mecnica interna es baja

7 22 Control de las caractersticas7 22 Control de las caractersticas


69/103


mecnicas de los motores de induccinmecnicas de los motores de induccinmediante el diseo del rotor IImediante el diseo del rotor II

Motor conRR elevadaMotor conMotor con

RRRR elevada elevada

Motor conRR bajaMotor conMotor conRRRR baja baja

Buen par de arranqueBuen par de arranqueBuen par de arranque

Bajo rendimientoBajo rendimientoBajo rendimiento

{{{{{{{{Bajo par de arranqueBajo par de arranqueBajo par de arranque

Buen rendimientoBuen rendimientoBuen rendimiento{{{{{{{{

SOLUCINSOLUCINSOLUCIN

MOTOR DE ROTORBOBINADO: VARIACINDE LA RESISTENCIA

ROTRICA

MOTOR DE ROTORMOTOR DE ROTORBOBINADO: VARIACINBOBINADO: VARIACINDE LA RESISTENCIADE LA RESISTENCIA

ROTRICAROTRICA

DISEO DE UN ROTORCON CARACTERSTICASELCTRICAS VARIABLES

SEGN LA VELOCIDAD DE

GIRO

DISEO DE UN ROTORDISEO DE UN ROTORCON CARACTERSTICASCON CARACTERSTICASELCTRICAS VARIABLESELCTRICAS VARIABLES

SEGN LA VELOCIDAD DESEGN LA VELOCIDAD DE

GIROGIRO

7 22 Control de las caractersticas7.22. Control de las caractersticas


70/103

Barras de pequeaBarras de pequea

seccinseccin

Alta resistencia,baja reactanciade dispersin

Alta resistencia,Alta resistencia,baja reactanciabaja reactanciade dispersinde dispersin

Barras de ranuraBarras de ranura

profundaprofunda

Resistencia bajaelevada

reactancia dedispersin

Resistencia bajaResistencia bajaelevadaelevada

reactancia dereactancia de

dispersindispersin

Doble jaulaDoble jaula

Combina laspropiedades de

las dosanteriores

Combina lasCombina laspropiedades depropiedades de

las doslas dosanterioresanteriores

Pueden usarsePueden usarsedos tipos dedos tipos dematerial conmaterial con

diferentediferente

resistividadresistividad


mecnicas de los motores de induccinmecnicas de los motores de induccinmediante el diseo del rotor IImediante el diseo del rotor II

La seccin y geometra de las barras rotricas determina sus

propiedades elctricas y la forma de variacin de stas con lavelocidad de giro de la mquina

La seccin y geometra de las barrasLa seccin y geometra de las barras rotricasrotricas determina susdetermina sus

propiedades elctricas y la forma de variacin de stas con lapropiedades elctricas y la forma de variacin de stas con lavelocidad de giro de la mquinavelocidad de giro de la mquina

A menorseccin

mayor RR

A menorA menor

seccinseccinmayor Rmayor RRR



71/103

7.22. Control de las caractersticasCo t o de as ca acte st casmecnicas de los motores de induccinmecnicas de los motores de induccin

mediante el diseo del rotor IIImediante el diseo del rotor IIIRanura

estatricaRanuraRanura

estatricaestatrica

Circuito equivalente de unaCircuito equivalente de unabarrabarra rotricarotrica

ResistenciaResistencia ReactanciaReactanciadispersindispersin

La reactancia de dispersin

aumenta con la profundidad =que el flujo de dispersin

La reactancia de dispersinLa reactancia de dispersin

aumenta con la profundidad =aumenta con la profundidad =que el flujo de dispersinque el flujo de dispersin

Flujo de dispersin:se concentra haciael interior

Flujo de dispersin:Flujo de dispersin:se concentra haciase concentra haciael interiorel interior

Efecto de la reactancia

Efecto de la reactanciaEfecto de la reactancia


72/103

frotorELEVADA

ffrotorrotor

ELEVADAELEVADA

ARRANQUEARRANQUEARRANQUE SVALORES

ELEVADOS

SSVALORESVALORES

ELEVADOSELEVADOS

Reduccinseccin til:aumento RR

ReduccinReduccinseccin til:seccin til:aumento Raumento RRR

Aumento delpar dearranque

Aumento delAumento delpar depar dearranquearranque

Efecto de la reactanciade dispersin

(2frotor

*Ldispersin

)

MUY ACUSADO

Efecto de la reactanciaEfecto de la reactanciade dispersinde dispersin

((22ffrotorrotor

**LLdispersidispersinn

))

MUY ACUSADOMUY ACUSADO

La corriente circulaslo por la parte msexterna de la barra

La corriente circulaLa corriente circulaslo por la parte msslo por la parte msexterna de la barraexterna de la barra

CONDICIONESNOMINALES

CONDICIONESCONDICIONESNOMINALESNOMINALES

SVALORESBAJ0S

SSVALORESVALORESBAJ0SBAJ0S

frotorBAJAffrotorrotorBAJABAJA

Mejora del

rendimiento

Mejora delMejora del

rendimientorendimiento

Aumentoseccin util:

Reduccin RRy Par

AumentoAumentoseccinseccin utilutil::

Reduccin RReduccin RRRy Pary Par

La corriente circula

por toda la seccinde la barra

La corriente circulaLa corriente circula

por toda la seccinpor toda la seccinde la barrade la barra

Efecto de la reactanciade dispersin

(2frotor*Ldispersin)

MUY POCO ACUSADO

Efecto de la reactanciaEfecto de la reactanciade dispersinde dispersin

((22ffrotorrotor**LLdispersidispersinn))MUY POCO ACUSADOMUY POCO ACUSADO

Simulacin del efecto realSimulacin del efecto real


73/103

DURANTE EL ARRANQUEDURANTE EL ARRANQUECIRCULA UN 41,93% DECIRCULA UN 41,93% DELA CORRIENTE POR LALA CORRIENTE POR LA

ZONA ROJA DE LA BARRAZONA ROJA DE LA BARRA

DURANTE EL FUNCIONADURANTE EL FUNCIONA--MIENTO EN CONDICIOMIENTO EN CONDICIO--

NES NOMINALES CIRCUNES NOMINALES CIRCU--LA UN 24,35% DE LALA UN 24,35% DE LA

CORRIENTE POR LA ZONACORRIENTE POR LA ZONAROJA DE LA BARRAROJA DE LA BARRA

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

41.93%

60.69%

N barra

A

Itotal Isup Iinf

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

41.93%

60.69%

N barra

A

Itotal

Isup Iinf

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Itotal Isup Iinf

75.65%

24.35%

N barra

A

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Itotal Isup Iinf

75.65%

24.35%

N barra

A

Simulacin del efecto realSimulacin del efecto real

MOTOR SIMULADO

Fabricante: SIEMENS

Potencia: 11 kWTensin: 380 VCorriente: 22 A


MOTOR SIMULADOMOTOR SIMULADO

Fabricante: SIEMENSFabricante: SIEMENS

Potencia: 11Potencia: 11 kWkWTensin: 380 VTensin: 380 VCorriente: 22 ACorriente: 22 A


Simulacin del campo realSimulacin del campo real


74/103

LNEAS DE CAMPO DURANTELNEAS DE CAMPO DURANTEEL ARRANQUEEL ARRANQUE

LNEAS DE CAMPO EN FUNCIONALNEAS DE CAMPO EN FUNCIONA--MIENTO NOMINALMIENTO NOMINAL

Las lneas de campose concentran en la

superficie

Las lneas de campoLas lneas de campose concentran en lase concentran en la

superficiesuperficie

Simulacin del campo realSimulacin del campo real

durante un arranquedurante un arranque

7 23 Clasificacin de los motores7 23 Clasificacin de los motores


75/103

7.23. Clasificacin de los motores7.23. Clasificacin de los motores

segn el tipo de rotor: Normassegn el tipo de rotor: NormasNEMA INEMA I

Clase BClase BClase B

Clase AClase AClase A

Clase CClase CClase CClase DClase DClase D

T/T/TnomTnom

SS

1,51,5

22

2,52,5

33 Par de arranque bajoPar de arranque bajo

Par nominal con S 5,5 kWkW sese

usan sistemas de arranqueusan sistemas de arranquepara limitar la corrientepara limitar la corriente

MOTOR CLASE AMOTOR CLASE A

7.23. Clasificacin de los motores7.23. Clasificacin de los motores


76/103

Par arranque similar clase APar arranque similar clase A Corriente arranque 25%


77/103

Ca acte st cas ec cas

de las cargas ms habituales dede las cargas ms habituales delos motores de induccinlos motores de induccin

Bombas centrfugasBombas centrfugas Compresores centrfugosCompresores centrfugos Ventiladores y soplantesVentiladores y soplantes

CentrifugadorasCentrifugadoras

TTRR=K*N=K*N22

PrensasPrensas Mquinas herramientasMquinas herramientas

TTRR=K*N=K*N

Mquinas elevacinMquinas elevacin Cintas transportadorasCintas transportadoras Machacadoras y trituradorasMachacadoras y trituradoras

Compresores y bombas deCompresores y bombas depistonespistones

TTRR=K=K

BobinadorasBobinadoras Mquinas fabricacin chapaMquinas fabricacin chapa

TTRR=K/N=K/NTR=K

TR=K/N

TR=K*NTR=K*N2

N

TR

TR=K

TR=K/N

TR=K*NTR=K*N2

N

TR


78/103

7.25. El arranque de los7.25. El arranque de los

motores asncronos Imotores asncronos I

Corriente mxima

Corriente mximaCorriente mxima

C i t d

C i t d Co iente de aco


79/103

Arranque enArranque envacovaco

Arranque aArranque aplena cargaplena carga

Corriente mximaCorriente mximaCorriente mxima

Corriente de vacotras alcanzar

velocidad mxima

Corriente de vacoCorriente de vacotras alcanzartras alcanzar

velocidad mximavelocidad mxima

Corriente nominaltras alcanzar

velocidad mxima

Corriente nominalCorriente nominaltras alcanzartras alcanzar

velocidad mximavelocidad mxima

Duracin del arranque

Duracin del arranque

LA CORRIENTEMXIMA NO DE-PENDE DE LA CARGA

LA CORRIENTELA CORRIENTEMXIMA NO DEMXIMA NO DE--PENDE DE LA CARGAPENDE DE LA CARGA





7 25 El arranque de los7.25. El arranque de los


80/103


motores asncronos IImotores asncronos IIEl reglamento de BT establece lmites para la corriente dearranque de los motores asncronas. Por este motivo, es

necesario disponer procedimientos especficos para el arranque

El reglamento de BT establece lmites para la corriente deEl reglamento de BT establece lmites para la corriente dearranque de los motores asncronas. Por este motivo, esarranque de los motores asncronas. Por este motivo, es

necesario disponer procedimientos especficos para el arranquenecesario disponer procedimientos especficos para el arranque

Slo vlido en motores pequeos oSlo vlido en motores pequeos oen las centrales elctricasen las centrales elctricas

Slo vlido en motores de rotorSlo vlido en motores de rotorbobinado y anillosbobinado y anillos rozantesrozantes

El mtodo ms barato y utilizadoEl mtodo ms barato y utilizado

Reduccin de la tensin duranteReduccin de la tensin duranteel arranque medianteel arranque mediante autotrafoautotrafo

Gobierno del motor durante elGobierno del motor durante elarranque por equipo electrnicoarranque por equipo electrnico

Mtodos de

arranque

Mtodos deMtodos de

arranquearranque

Arranque directo de la redArranque directo de la redArranque directo de la red

Arranque mediante insercinde resistencias en el rotor

Arranque mediante insercinArranque mediante insercinde resistencias en el rotorde resistencias en el rotor

Arranque estrella tringuloArranque estrellaArranque estrella tringulotringulo

Arranque conautotransformador

Arranque conArranque conautotransformadorautotransformador

Arranque con arrancadoresestticosArranque con arrancadoresArranque con arrancadoresestticosestticos

{{{{{{{{



81/103


motores asncronos IIImotores asncronos III

[[[[ ]]]]22

'XXS 'RR

V'I

RthRth

thR

++++++++

++++

====

[[[[ ]]]]22

'XXS 'RR

V'I

RthRth

thR

++++++++ ++++

====

[ ] [ ]22 'XX'RR

V'I

RthRth

tharranqueR

+++

=

[ ] [ ]22 'XX'RR

V'I

RthRth

tharranqueR

+++

=

PAR DE ARRANQUEPAR DE ARRANQUE

Par de un motor asncrono.

En el arranque S=0

Par de un motor asncrono.Par de un motor asncrono.

En el arranqueEn el arranque S=0S=0

Corriente rotrica.

En el arranque S=0

CorrienteCorriente rotricarotrica..

En el arranqueEn el arranque

S=0S=0

[[[[ ]]]]22

2

3

'XXS

'RR

S

'RVP

TRth

Rth

Rth

SS

g

i

++++++++

++++

======== [[[[ ]]]]22

2

3

'XXS

'RR

S

'RVP

T

RthR

th

Rth

SS

g

i

++++++++

++++

====

====

[[[[ ]]]] [[[[ ]]]]22

23

'XX'RR

'RVP

TRthRth

Rth

SS

g

Arranque ++++++++++++

======== [[[[ ]]]] [[[[ ]]]]22

23

'XX'RR

'RVP

TRthRth

Rth

SS

g

Arranque ++++++++++++

========

23

ArranqueRRS

Arranque 'I'RT ====

23

ArranqueRRS

Arranque 'I'RT ====

7.25. El arranque de los motores7.25. El arranque de los motores


82/103


asncronos V: arranque por insercinasncronos V: arranque por insercinde resistenciasde resistencias rotricasrotricas

Resistencia rotricacrecienteResistenciaResistencia rotricarotricacrecientecreciente

RR1RRRR11

ParParPar

SSS

RR2RRRR22

RR3RRRR33

Para el arranquede la mquina se

introducen

resistencias entrelos anillosrozantes que sevan eliminando

conformeaumenta la

velocidad de giro

Para el arranquePara el arranquede la mquina sede la mquina se

introducenintroducen

resistencias entreresistencias entrelos anilloslos anillosrozantesrozantes que seque sevan eliminandovan eliminando

conformeconforme

aumenta laaumenta lavelocidad de girovelocidad de giro

Slo vale para los motores de rotor bobinado yanillos rozantesSlo vale para los motores de rotor bobinado ySlo vale para los motores de rotor bobinado yanillosanillos rozantesrozantes



83/103

qqasncronos VI: arranque medianteasncronos VI: arranque mediante

autotrafoautotrafo

C3

M

C2

C1

R

S

T

C3

M

C2

C1

R

S

T

Para el arranque de la mquina seintroduce un autotransformadorreductor (rt>1)

Para el arranque de la mquina sePara el arranque de la mquina seintroduce unintroduce un autotransformadorautotransformadorreductor (reductor (rtrt>1)>1)

Inicialmente C1 y C2 estn cerrados: elmotor arranca con la tensin reducida

Inicialmente C1 y C2 estn cerrados: elInicialmente C1 y C2 estn cerrados: elmotor arranca con la tensin reducidamotor arranca con la tensin reducida

En las proximidades de plena carga C2 seabre: el motor soporta una tensin

ligeramente inferior a la red debido a lascadas de tensin en el devanado delautotrafo

En las proximidades de plena carga C2 seEn las proximidades de plena carga C2 seabre: el motor soporta una tensinabre: el motor soporta una tensin

ligeramente inferior a la red debido a lasligeramente inferior a la red debido a lascadas de tensin en el devanado delcadas de tensin en el devanado delautotrafoautotrafo

Se cierra C3: el motor soporta toda la

tensin de la red

Se cierra C3: el motor soporta toda laSe cierra C3: el motor soporta toda la

tensin de la redtensin de la red

Fases del arranque conFases del arranque con


84/103

C3

M

C1

R

S

T

C3

M

C1

R

S

T

M

C2

C1

R

S

T

M

C2

C1

R

S

T

M

C2

C1

R

S

T

M

C2

C1

R

S

T

Fases del arranque conases de a a que co

autotransformadorautotransformador

LigeraLigeracada decada detensintensin



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asncronos VII: arranque estrellaasncronos VII: arranque estrella --tringulotringuloXs Rs

IarrXR RR

3

lneaV

Xs Rs

IarrXR RR

3

lneaV Se despreciala rama en

paralelo

Se despreciaSe despreciala rama enla rama en

paraleloparalelo

S=1S=1

Circuito equivalente del motorCircuito equivalente del motordurante el arranquedurante el arranque

ZccIarr

3

lneaV

ZccIarr

3

lneaV

CC

lnea

arranque Z

V

I 3=CC

lnea

arranque Z

V

I 3=

El arranque estrellaEl arranque estrella -- tringulo consiste en conectar los devanados deltringulo consiste en conectar los devanados delmotor en estrella para arrancar la mquina conmutando a conexinmotor en estrella para arrancar la mquina conmutando a conexin enen

tringulo una vez que la mquina ha elevado su velocidadtringulo una vez que la mquina ha elevado su velocidad

El motor conectado en estrella consume menos corriente y entregaEl motor conectado en estrella consume menos corriente y entregamenos par. De este modo, se limita la corriente de arranque.menos par. De este modo, se limita la corriente de arranque.



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qq

asncronos VII: arranque estrellaasncronos VII: arranque estrella

--

tringulotringuloR

S

T

Zcc

Zcc

Zcc

3

lneaV

Iarr-estrella

Vlnea

R

S

T

Zcc

Zcc

Zcc

3

lneaV

Iarr-estrella

Vlnea

R

S

T

Zcc

ZccZcc

3

tringuloarrI Iarr-tringulo

Vlnea

R

S

T

Zcc

ZccZcc

3

tringuloarrI Iarr-tringulo

Vlnea

CC

lnea

estrellaarr Z

VI 3=

CC

lnea

estrellaarr Z

VI 3=

CC

lneatringuloarr Z

VI 3=

CC

lneatringuloarr Z

VI 3=

3tringuloarr

estrellaarr II = 3tringuloarrestrellaarr II =

23ArranqueRRArranque 'I'RT

====23

ArranqueRRArranque 'I'RT ====


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Forma Construtiva Motor Jaula de Ardilla