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7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
1/103
Tema VII: La mquinaasncronaTema VII: La mquinaasncrona
Universidad de Oviedo
Dpto. de Ingeniera ElctricaGrupo de Investigacin en el Diagnstico
de quinas e Instalaciones Elctricas
!ttp:""###.dimie.uniovi.es
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$.%. &spectosconstructivos:
generalidades
$.%. &spectosconstructivos:
generalidades
'I(')IT*+&G,-TI'*+
'I(')IT*+&G,-TI'*+
'onunto de c!apasde /e aleado con +iaisladas 0 apiladas
'onunto de c!apasde /e aleado con +iaisladas 0 apiladas
(*T*(
(*T*('onunto deespiras en
cortocircuito
'onunto deespiras en
cortocircuito
De aulade ardilla
De aulade ardilla
1o2inado
1o2inado
{{
De &l3undido
De &l3undido
De 2arrassoldadas
De 2arrassoldadas
{{E+T&T*(
E+T&T*(Devanadotri3sico
distri2uido enranuras a%456
Devanadotri3sico
distri2uido enranuras a
%456
&leatorio: de!ilo esmaltado
&leatorio: de!ilo esmaltado
7re3ormado
7re3ormado
{{
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(otor de aluminio/undido
(otor de anillos+oldados
$.4. &spectos
constructivos: rotor II
$.4. &spectos
constructivos: rotor II
&nillos
/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
Barras Anillo
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$.4. (otorIII$.4. (otorIII
'!apa magntica
1arra de co2re
7lato nal rotor/iacin
c!apa magntica
&nillo decortocircuito
Despiece de unrotor de aula con2arras de co2resoldadas
Despiece de unrotor de aula con2arras de co2resoldadas
'atlogos comerciales
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. . otor2o2inado: anillos
ro8antes
. . o or2o2inado: anillos
ro8antes
Esco2illas
&nillosro8ante
s
&nillosro8ante
s
El rotor se cierra encortocircuito desdeel e;terior a travsde unas esco2illas 0
anillos ro8antes
L. +errano: /undamentos de
mquinas elctricas rotativas
L. +errano: /undamentos demquinas elctricas rotativas
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DEV&,&D* DE 55V
$.?. &spectosconstructivos: estator
DEV&,&D* 7(E/*(&D*
Tensin@4?55v
Evitar contacto entreconductores a distinta
tensin
Evitar contacto entreconductores a distinta
tensin
Los materiales empleados en losaislamientos son generalmente
orgnicos
Los materiales empleados en losaislamientos son generalmente
orgnicos
/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
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$.?.%. Di3erencias entredevanados de !ilo 0
devanados pre3ormados
Forma constructiva
de los devanados
Forma constructiva
de los devanados
Devanados de HiloDevanados de Hilo
Devanados de pletinaDevanados de pletina
Baja tensin < 2kVBaja tensin < 2kV
Potencia < 1000 kWPotencia < 1000 kWDevanado aleatorio
dentro de la ranura
Devanado aleatorio
dentro de la ranura
Pletinas de core aisladasPletinas de core aisladas
!lta tensin " potencia!lta tensin " potencia
#olocacin de oinas
ordenada
#olocacin de oinas
ordenada
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$.?.4. Elementos delaislamiento estatrico en
motores con devanadospre3ormados I
Habitualmente se colocan
dos bobinas por ranura.
El aislamiento entre con-ductores elementales esdistinto del aislamientofrente a masa
Cada espira puedeestarconstituida por varios
conductoreselementales1o2inas delestator
&islamiento
,Acleo delestator
Espira
1o2inasuperior
1o2inain3erior
'uBa
'onductorelemental
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MURO !"L#$E% elemento de ma&or espesor 'uesepara al con(unto de la bobina del e)terior. *ebe estar
dimensionado para soportar la tensin correspondienteal nivel de aislamiento de la m'uina.
!"LM!E#$O E#$RE E"+!R" , E#$RE CO#*UC$ORE"ELEME#$LE"% las espiras pueden estar formadas
conductores individuales para reducir las prdidas. Esnecesario 'ue e)ista aislamiento entre ellas & entreconductores.
C!#$" , RECUR!M!E#$O" *E +RO$ECC!/#% seutili0an cintas & recubrimientos protectores paraproteger las bobinas en las 0onas de ranura.
MURO !"L#$E% elemento de ma&or espesor 'uesepara al con(unto de la bobina del e)terior. *ebe estar
dimensionado para soportar la tensin correspondienteal nivel de aislamiento de la m'uina.
!"LM!E#$O E#$RE E"+!R" , E#$RE CO#*UC$ORE"ELEME#$LE"% las espiras pueden estar formadasconductores individuales para reducir las prdidas. Esnecesario 'ue e)ista aislamiento entre ellas & entreconductores.
C!#$" , RECUR!M!E#$O" *E +RO$ECC!/#% seutili0an cintas & recubrimientos protectores paraproteger las bobinas en las 0onas de ranura.
. . . emen os eaislamiento estatrico en
motores con devanadospre3ormados II
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Cona de ranuraCona de ranura'a2e8ade 2o2ina'a2e8ade 2o2ina
$.?.4. Elementos delaislamiento estatrico en
motores con devanadospre3ormados III
/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
islamient o entre
conductores"eccin de la bobina
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El n1mero de espiras de una bobina var2a entre 3 &43.
El n1mero de conductores elementales var2a entre3 & 5.
Las tensiones soportadas por los conductoreselementales son mu& ba(as.
Los conductores elementales se a2slan por
separado6 posteriormente se agrupan en el n1meronecesario para formar una espira. "e pliegan paraconformar cada espira & 7nalmente se aplica a laespira el aislamiento correspondiente.
Las principales solicitaciones 'ue aparecen sobreeste tipo de devanado son de tipo trmico &
El n1mero de espiras de una bobina var2a entre 3 &43.
El n1mero de conductores elementales var2a entre3 & 5.
Las tensiones soportadas por los conductoreselementales son mu& ba(as.
Los conductores elementales se a2slan porseparado6 posteriormente se agrupan en el n1meronecesario para formar una espira. "e pliegan paraconformar cada espira & 7nalmente se aplica a laespira el aislamiento correspondiente.
Las principales solicitaciones 'ue aparecen sobreeste tipo de devanado son de tipo trmico &
$.?.4.%. &islamiento entreespiras 0 conductores
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"oportan
temperatura:asta 33;
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$.?.4.?. ateriales aislantespara el muro aislante
,E'E+&(I*)TILIC&(&TE(I&L
+*7*(TE H&GL*E(&,TE
La mica en polvo oescamas se aglutina
con
un materialaglomerante
'aterial de
ase ('ica
Mu& buenas propiedadesdielctricas & trmicas
"ilicato de alumnio"ilicato de alumnio
Malas propiedades mecnica
$ambin se puededepositar sobre unmaterial soporteimpregnando el
con(unto conaglomerante
Muc:oscompuestos
Muc:oscompuestos
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$.?.4.. &glomerantes 0materiales soporte I
@LOMER#$E"
$ERMOE"$LE"
! partir de los a$os )0
+olister
Resinas epo)&
#uevos soportes%Aibra de vidrio
+olisterElevadas$emperaturasElevadas
$emperaturas
'*7*(T&IE,T*
T-(*7LJ+TI'*
$B M)ima 44;
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$.?.4.. &glomerantes 0
materiales soporte II/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
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(ecu2rimiento de reparto
(ecu2rimiento conductor enla 8ona de ranura
$.?.4.K. (ecu2rimientos
de proteccin
(ecu2rimientos deproteccin(ecu2rimientos deproteccin
1o2ina con el recu2ri9miento e;terno daBado1o2ina con el recu2ri9miento e;terno daBado
/otogra3as reali8adas en lostalleres de &11 +ervice 9 Gin
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$.. 7rocesos de3a2ricacin actuales I
7(*'E+* (I'* E, (E+I,&
La mica en forma de lminas se deposita sobre unmaterial impregnado con una resina epo)& 'ue
polimeri0a a alta temperatura cintapreimpregnadaF.
"e recubre la bobina con este material.
"e introduce en un molde al 'ue se le aplicapresin & calor% la temperatura & la presin logranuna impregnacin :omognea en toda la bobina.
El proceso 7nal de polimeri0acin de la resina
termoestable se consigue sometiendo el motor aelevadas temperaturas en un :orno.
7(*'E+* (I'* E, (E+I,&
La mica en forma de lminas se deposita sobre unmaterial impregnado con una resina epo)& 'ue
polimeri0a a alta temperatura cintapreimpregnadaF.
"e recubre la bobina con este material.
"e introduce en un molde al 'ue se le aplicapresin & calor% la temperatura & la presin logranuna impregnacin :omognea en toda la bobina.
El proceso 7nal de polimeri0acin de la resinatermoestable se consigue sometiendo el motor aelevadas temperaturas en un :orno.
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$.. 7rocesos de 3a2ricacinactuales II
7(*'E+* V7I E, 1*1I,&+ (Vacuumm PressureImpregnation)
!nicialmente slo se aplica la cantidad de resina
termoestable imprescindible para aglomerar la micacinta porosaF.
El resto del aglomerante se introduce despus de:aber creado el vac2o dentro del tan'ue en el 'ue se
encuentra la bobina. El vac2o & posteriormente un gas a presin consiguen
'ue la resina termoestable impregne por completo ala bobina.
Una ve0 impregnadas las bobinas se e)traen & se les
7(*'E+* V7I E, 1*1I,&+ (Vacuumm PressureImpregnation)
!nicialmente slo se aplica la cantidad de resinatermoestable imprescindible para aglomerar la micacinta porosaF.
El resto del aglomerante se introduce despus de:aber creado el vac2o dentro del tan'ue en el 'ue se
encuentra la bobina. El vac2o & posteriormente un gas a presin consiguen
'ue la resina termoestable impregne por completo ala bobina.
Una ve0 impregnadas las bobinas se e)traen & se les
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7(*'E+* V7I GL*1&L
Las bobinas se montan en las ranuras antes de:aber reali0ado el proceso de curado de la resina
epo)&. Como material soporte se utili0an cintas porosas
con ba(o contenido en resina epo)&.
Una ve0 colocadas todas las bobinas en sus
alo(amientos & reali0adas las cone)iones seintroduce el estator en un tan'ue.
continuacin6 se :ace el vac2o con lo 'ue eltan'ue se inunda de resina epo)&. El estator se
pasa a otro tan'ue donde se aplica gas a alta
7(*'E+* V7I GL*1&L
Las bobinas se montan en las ranuras antes de:aber reali0ado el proceso de curado de la resina
epo)&. Como material soporte se utili0an cintas porosas
con ba(o contenido en resina epo)&.
Una ve0 colocadas todas las bobinas en sus
alo(amientos & reali0adas las cone)iones seintroduce el estator en un tan'ue.
continuacin6 se :ace el vac2o con lo 'ue eltan'ue se inunda de resina epo)&. El estator se
pasa a otro tan'ue donde se aplica gas a altaresin tem eratura ara roducir la
$.. 7rocesos de 3a2ricacinactuales III
7
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7rocesosV7I
+recalentar el con(unto &:acer vac2o en el tan'ue+recalentar el con(unto &:acer vac2o en el tan'ue
Esperar tiempo de impreg-
nacin & eliminar vac2o
Esperar tiempo de impreg-
nacin & eliminar vac2o
4
$ransferir resina al tan'ue
& :acer curado en :orno
$ransferir resina al tan'ue
& :acer curado en :orno
7roceso V7I
de Von(oll9Isola
$ransferir resina impreg-
nacin debido al vac2o
$ransferir resina impreg-
nacin debido al vac2o
2
'atlogos comerciales
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otor de 4KMN 455V para
el accionamiento de una2om2a.
/a2ricado en 7itts2urg porMesting!ouse en %O55 en
3uncionamiento !asta %O$P
otor de induccin de %555MN V 0 ?>55 (7 para
el accionamiento de uncompresor. /a2ricado por
Mesting!ouse en laactualidad
$.K. &specto 3sico de losmo9tores asncronos 'atlogos comerciales
'atlogos comerciales
$ K & t 3 i II t
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$.K. &specto 3sico II: motoresde 1T
'atlogos comerciales
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$.>. &specto 3sico III:
3ormas constructivasnormali8adas
'atlogos comerciales
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$.$. 'one;in de los devanados
'aas de terminales'atlogos comerciales
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 de
conexiones
Conexin en
estrella
Conexin en
tringlo
U1
$ P D i d t d
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'a2e8as de
2o2ina
(e3uer8oscarcasa
/iacincoinetes
(e3uer8os
rotor
,Acleomagntico
rotor
,Acleomagntico
estator
$.P. Despiece de un motor deT
'atlogos comerciales
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$.O. Despiece de
un motor de 1T
'atlogos comerciales
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$.%5. 7rincipio de3uncionamiento I
EL E+T&T*( DE ), *T*(&+Q,'(*,* E+TJ /*(&D*
7*( ? DEV&,&D*++E7&(&D*+ E, EL E+7&'I*
%456. En la gura serepresenta slo una espira decada uno de los devanados
((RN ++RN TTRF
L*+ ? DEV&,&D*+ E+TJ,&LIE,T&D*+ EDI&,TE ),
+I+TE& T(I/J+I'* DETE,+I*,E+. 7*( T&,T*N L&+'*((IE,TE+ S)E 'I(')L&,
7*( L&+ E+7I(&+ +*,+E,*ID&LE+ H E+TJ,
DE+/&+&D&+ %456
FtD'osII ma;( = 1 FtD'osII ma;( = 1F6tD'osII ma;+ 1201 = F6tD'osII ma;+ 1201 =
F6tD'osII ma;T 1201 += F6tD'osII ma;T 1201 +=
S
R
R
S
T
T
Estator
*rigen dengulos
(otor
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$.%5. 7rincipio de3uncionamiento II
F
!otor
"stator
#cesivas $osicionesdel cam$o
Cam$o
giratorio
&vancedel campo
!otor
t
7
3
2 ,+
El campo magntico resultante de las tres corrientes de3ase es un campo que gira en el espacio a >53"7(7.
Donde 7es el nAme9ro de pares de polos del estator
depende de la 3orma de cone;in de las 2o2inas que lo3orman 3la 3recuencia de alimentacin.
73
,+
=
*0 Velocidad desincronismo
+,
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$.%5. 7rincipio de 3uncio9namiento III: simulacin
TU5.?5s
TU5.?K4s
2
TU5.?$5 s
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30/103
$.%5. 7rincipio de 3uncio9namiento III: simulacin
*T*( DE 47&(E+
DE 7*L*+
*T*( DE 47&(E+
DE 7*L*+
2
4
TU% + TU%N5%K +
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otorasncron
o
Estator
(otor
Devanado tri3sico a %456 alimentadocon sistema tri3sico de tensiones
Espiras en cortocircuito
+istemaTri3sico
Devanado tri3sicoa %456
'ampo giratorio >53"7
/E inducidapor el campo
giratorio en lasespiras del rotor
Espiras en cortosometidas a tensin
'irculacin de
corriente por lasespiras del rotor
%e& de Biot
& #avart
/uer8a so2re las
espiras del rotor
7ar so2re
el rotor
Giro de la
quina
$.%5. 7rincipio de3uncionamiento IV
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EL *T*( &+Q,'(*,* +IE7(E GI(& & VEL*'ID&DI,/E(I*( & L& VEL*'ID&D DE +I,'(*,I+*: E,
'&+* '*,T(&(I* ,* +E I,D)'I(Q& /)E(C&ELE'T(**T(IC E, EL (*T*( DE L& JS)I,&HN 7*(
T&,T*N ,*
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33/103
$.%%. Ventaas de losmotores de induccin
La Anica alimentacin elctrica que reci2en se !ace atravs de la lnea tri3sica que alimenta al devanadoestatrico. ,*
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$.%%. Inconvenientes de losmotores de induccin
La corriente de arranque es muc!o ma0or que lacorriente de 3uncionamiento nominal. Entre ? 0 > veces
ma0or. En muc!o casos es necesario disponerprocedimientos especiales de limitacin de la corrientede arranque.
La variacin de su velocidad implica la variacin de la3recuen9cia de la alimentacin: es necesario disponer deun convertidor electrnico que convierta la tensin dered en una tensin de 3recuencia varia2le.
I,'*,VE,IE,TE+ DE L*+ *T*(E+&+Q,'(*,*+I,'*,VE,IE,TE+ DE L*+ *T*(E+&+Q,'(*,*+
ES)I7*(E'TI/I'&D*(
T(I/J+I'*
ES)I7*I,VE(+*(T(I/J+I'*
+I+TE&DE
/ILT(&D*? /&+E+
K5
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35/103
$.%4. Desli8amiento en las
mquinas asncronas
100
=+
m+
DZF+
100
=+
m+DZF+
+++
m+
m ,F+D,F
,
,,D, =
= 11
+++
m+
m
,F+D,F,
,,D, =
= 11
+m F+D = 1 +m F+D = 1
Velocidad
mecnic
a delrotor
m+des ,,, = m+des ,,, =
7
3,+
= *0
7
3,+
= *0
Velocidad dedesli8amiento
100100
==+
m++
des ,
,,
,
,DZF+ 100100
== +
m+
+
des
,
,,
,
,DZF+
Desli8amiento
+U5 Velocidad de sincronismo+U% (otor parado{{
L*+ *T*(E+ DE I,D)''IW,T(&1&&, +IE7(E '*,
V&L*(E+ )H 1&*+ DE +:
+=KZ
L*+ *T*(E+ DE I,D)''IW,T(&1&&, +IE7(E '*,
V&L*(E+ )H 1&*+ DE +:
+=KZ
$ % /recuenc a en e rotor
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$.% . /recuenc a en e rotorde las mquinas asncronas
I/recuencia/E
inducidaen el rotor
En el lmite:+
%[ ,m5En el lmite:+
5[ ,m,s3rotor3estator 3rotor5
&umento 3recuenciainducida rotor
Disminucin3recuencia inducida
rotor
@ velocidadrelativa camporespecto rotor
= velocidadrelativa camporespecto rotor
&umentovelocidad
giro
(educcinvelocidad
giro
La misma que lavelocidad relativa del
campo respecto al rotor+F
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. .de
la mquina asncrona I
}}111 EI.X() +s ++=[ ] 111 EI.X() +s ++='s !s
U1 "1
(1
's !s
U1 "1
(1
'I(')IT*ES)IV&LE,TE
DEL E+T&T*( 7&(&')&LS)IE(VEL*'ID&D
DE GI(*
&LIE,T&D* &3%
3recuencia dered
&LIE,T&D* &3%
3recuencia dered
(eactanciadispersinestator
(esistenciaestator
(eactanciamagneti8ante estator
ES)IV&LE,TE7*( /&+E
'I(')IT*ES)IV&LE,TE (*T*(
'*, L& JS)I,&1L*S)E&D&
&LIE,T&D* &3%
3recuencia de
&LIE,T&D* &3%
3recuencia dered
'! !!
"2
(!blo)
'! !!
"2
(!blo)(eactanciadispersinrotor
(esistenci
arotor
(eactanciamagneti8ante rotor
}}ES)IV&LE,TE
7*( /&+E
'*, (*T*( 1L*9S)E&D*:
3rotorU3estator
'*, (*T*( 1L*9S)E&D*:
3rotorU3estator
2loq((( I.X(E +=2 2loq((( I.X(E +=2
$ % rcu to equ va ente
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39/103
L& /E I,D)'ID&E, EL (*T*( E+
7(*7*('I*,&L &L& VEL*'ID&D
DEL '&7*(E+7E'T* &L(*T*( +F
L& /E I,D)'ID&E, EL (*T*( E+
7(*7*('I*,&L &L& VEL*'ID&D
DEL '&7*(E+7E'T* &L(*T*( +F
$.%. rcu to equ va entede
la mquina asncrona II'on el rotor2loqueadose induce E4
'on el rotor2loqueado
se induce E4
En vaco se
induce 5
En vaco se
induce 5
& unavelocidad en9tre 5 0 ,+N esdecir a un
des9
li8amiento +
& unavelocidad en9tre 5 0 ,+N esdecir a un
des9
li8amiento +
+EI,D)'E
:
+E4
+EI,D)'E
:
+E4
La /E inducida en el rotor parauna velocidad cualquiera ,
corres9pondiente a undesli8amiento +F
La /E inducida en el rotor parauna velocidad cualquiera ,
corres9pondiente a undesli8amiento +F
+E
4 #*'! !!
#*"2
(!
#*'! !!
#*"2
(! (eactanciadispersinrotor
(esistenciarotor
&LIE,T&D*
&: 34U+3%
&LIE,T&D*
&: 34U+3%
'ircuito equivalente parael rotor con desli8amiento
+
L& (E+I+TE,'I& (*TW(I'&
((,* V&(Q&'*, L&/(E')E,'I&
HN 7*( T&,T*N T&7*'*'*,+
L& (E+I+TE,'I& (*TW(I'&
((,* V&(Q&'*, L&/(E')E,'I&
HN 7*( T&,T*N T&7*'*'*,+
L& (E&'T&,'I& X(V&(Q& '*,+:
')&,D* EL DE+LIC&IE,T* E+
+N X(7&+& +E( +X(
L& (E&'T&,'I& X(V&(Q& '*,+:
')&,D* EL DE+LIC&IE,T* E+
+N X(7&+& +E( +X(
rcu o equ va en e
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40/103
. . rcu o equ va en ede
la mquina asncrona III[ ] s((( I+.X(E+ += 2 s((( I+.X(E+ += 2
((((
(s
.X+
(
E
.X(
E+I
+=
+
= 22
((((
(s
.X+
(
E
.X(
E+I
+=
+
= 22
+e puede o2tener la misma corrienteen el mismo circuito alimentado a 3%con slo cam2iar ((por (("+
+e puede o2tener la misma corrienteen el mismo circuito alimentado a 3%con slo cam2iar ((por (("+
E+ 7*+I1LE *1TE,E( EL 'I(')IT*ES)IV&LE,TE DE L& JS)I,&
&+Q,'(*,& T(&1&&,D* +WL* '*,L& /(E')E,'I& DEL E+T&T*(.
1&+T& (E7(E+E,T&( EL E/E'T* DEL
GI(* '*, L& (E+I+TE,'I&((
"+
E+ 7*+I1LE *1TE,E( EL 'I(')IT*ES)IV&LE,TE DE L& JS)I,&
&+Q,'(*,& T(&1&&,D* +WL* '*,L& /(E')E,'I& DEL E+T&T*(.
1&+T& (E7(E+E,T&( EL E/E'T* DEL
GI(* '*, L& (E+I+TE,'I&(("+
'I(')IT* ES. (*T*( &DE+LIC&IE,T* +
#*'! !!
#*"2
(!
#*'! !!
#*"2
(! (eactanci
adispersinrotor
(esistenci
arotor
&LIE,T&D*
&: 34U+3%
&LIE,T&D*
&: 34U+3%
&LIE,T&D*
&: 3%
&LIE,T&D*
&: 3%
'!
"2
(!
+
((
'!
"2
(!
+
((
$ % rcu to equ va ente
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
41/103
$.%. rcu to equ va entede
la mquina asncrona IV7&(& *1TE,E( EL 'I(')IT* ES)IV&LE,TE '*7LET* +E),I(J, L*+ 'I(')IT*+ ES)IV&LE,TE+ DE (*T*( H E+T&T*(7&(& *1TE,E( EL 'I(')IT* ES)IV&LE,TE '*7LET* +E),I(J, L*+ 'I(')IT*+ ES)IV&LE,TE+ DE (*T*( H E+T&T*(+E 7L&,TE&(J S)E L& JS)I,& &+Q,'(*,& E+
EQUIVALENTE & ), T(&,+/*(&D*( EstatorU7rimarioN
(otorU+ecundario (elacin Trans3.UrtF
+E 7L&,TE&(J S)E L& JS)I,& &+Q,'(*,& E+EQUIVALENTE & ), T(&,+/*(&D*( EstatorU7rimarioN
(otorU+ecundario (elacin Trans3.Urt
F2
+E (ED)'I(J EL +E'),D&(I* (otorF &L 7(I&(I* EstatorF+E (ED)'I(J EL +E'),D&(I* (otorF &L 7(I&(I* EstatorF
's !s
U1 "1
(1
'!+
"2+
(!+
+\((
122 ErE\E t ==
's !s
U1 "1
(1
'!+
"2+
(!+
+ \((
122 ErE\E t ==
$ % 'i it i l t
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
42/103
's !s
U1 "1
(1
'!+
"2+
(!+
+\((
122 ErE\E t ==
's !s
U1 "1
(1
'!+
"2+
(!+
+\((
122 ErE\E t ==
$.%. 'ircuito equivalentede
la mquina asncrona V
'** E%UE4R+E7)EDE,
),I( E, '*(T*'I(')IT*
'** E%UE4R+E7)EDE,
),I( E, '*(T*'I(')IT*
$ % 'ircuito equivalente
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
43/103
$.%. 'ircuito equivalentede
la mquina asncrona VI
I0
0
I
Ife
I0
0
I
Ife
'omponentemagneti8ant
e
'omponentemagneti8ant
e
'omponentede prdidas'omponentede prdidas
X
X
I
I
(3e(3e
I3eI3eI5I5
's !s
U1
(1
'!+(!+
+
\((
122 ErE\E t ==
's !s
U1
(1
'!+(!+
+
\((
122 ErE\E t ==
$ % 'ircuito equivalente
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
44/103
$.%. 'ircuito equivalentede
la mquina asncrona VII
+=
+
+\(\(
+
\(((
( 1
+=
+
+\(\(
+
\(((
( 1
L& (E+I+TE,'I&V&(I&1LE +E
7)EDE DIVIDI( E,D*+
'*7*,E,TE+
L& (E+I+TE,'I&V&(I&1LE +E
7)EDE DIVIDI( E,D*+
'*7*,E,TE+
's !s
U1
(1
'!+ (!+
+
\((
'
!,e
(,e(
(-'s !s
U1
(1
'!+ (!+
+
\((
'
!,e
(,e(
(-
$ % 'ircuito equivalente
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
45/103
$.%. 'ircuito equivalentede
la mquina asncrona VIII
Tensinde 3aseEstatorF
(esistencico2re rotor
(eactanciadispersinrotor
(esistenciapotenciamecnicaentregada
(esistenciaco2re estatorancia
sinr
(eactanciamagneti8ante
(esistenciaprdidas !ierro
'orriente
de vaco
El circuito equivalente se planteapor 3ase 0 con cone;in en estrella
Todos los elementos del circuito con ]estn re3eridos al estator
's !s
U1
(1
'!+ (!+
'
!,e
(,e(
(- !!+
+
+\((1
's !s
U1
(1
'!+
(!+
'
!,e
(,e(
(- !!+
+
+\((1
$ % rcu to equ va ente
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
46/103
$.%. rcu to equ va entede
la mquina asncrona IX
'on la carga nominal + 2aoF el circuito el 3actor depotencia a la entrada es alta 5NP apro;F'on la carga nominal + 2aoF el circuito el 3actor depotencia a la entrada es alta 5NP apro;F
En vaco +U5F la rama del rotor queda en circuitoa2ierto: el circuito es principalmente inductivo 3dp 5N% 9
5N4 apro;
En vaco +U5F la rama del rotor queda en circuitoa2ierto: el circuito es principalmente inductivo 3dp 5N% 9
5N4 apro;
7otencia entregada7otencia entregada
En un motor asncrono la corriente de vaco no esdesprecia2le
En un motor asncrono la corriente de vaco no es
desprecia2le
's !s
U1
(1
'!+ (!+
' !,e
(,e(
(-!!+
+
+\((1
's !s
U1
(1
'!+ (!+
' !,e
(,e(
(-!!+
+
+\((1
T. DE /&+EF'os
'os
$ %K cu o e as
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
47/103
$.%K. cu o e asprdidas en la mquina
asncrona I
2+ \I
+\(7 (
(g =
2+ \I
+\(7 (
(g =
21+ \I
+
+\(777 ((rotcugmi
==
21+ \I
+
+\(777 ((rotcugmi
==
'os'osII?V?V77 111111 7*TE,'I& &1+*(1ID& DE L& (EDEL-'T(I'&
2
1+ I(7 +est'u = 2
1+ I(7 +est'u = 7-(DID&+ E, L*+ '*,D)'T*(E+ DEL E+T&T*('uF
3e3e
(E7
21+ =3e
3e(E7
2
1+ = 7-(DID&+ E, EL
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
48/103
$.%K. 'lculo de lasprdidas en la mquina
asncrona IIgggrotcugmi 7+7+7777 === 1 gggrotcugmi 7+7+7777 === 1
*T(& /*(& DE'&L')L&(9L& & 7&(TI(DEL DE+LIC&9IE,T*
esrotacional0mecnicas7rdidas77 mi) esrotacional0mecnicas7rdidas77 mi)
7&( I,TE(,*: EL 7&(T*T&L DE+&((*LL&D*I,TE(,&9E,TE 7*( L&JS)I,&
Velocidadangular de giro
del rotor
#
ggmii
PP#P.
=
1
#
ggmii
PP#P.
=
1
Velocidadangular desincronismo
7&( YTIL: EL 7&( S)E E+'&7&C DE DE+&((*LL&(EL *T*( E, EL EE
UU
P.
UU
P.
$ %> 'lculo del par de
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
49/103
j's !s j'!+(!+
+\((
j'
A
B
U1
(1
+
j's !s j'!+(!+
+\((
j'
A
B
U1
(1
+
$.%>. 'lculo del par deuna mquina asncrona I
'&L')L&,D*EL
ES)IV&LE,TET
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
50/103
$.%>. 'lculo del par deuna mquina asncrona II
22
\XX+
\((
V
\I(t!
(t!
t!
(
=
22
\XX+
\((
V\I
(t!(
t!
t!
(
=
j't/ !t/ j'!+(!+
+\((
A
B
Vt/
(1j't/ !t/ j'!+
(!+
+\((
A
B
Vt/
(1
+
\XX.+
\((
V\I
(t!(
t!
t!(
=
\XX.+
\((
V\I
(t!(
t!
t!(
=
2
2
2
20
0
\XX+
\((
+
\(V
\I+
\(7
(t!(
t!
(t!
((
g
=
2
2
2
20
0
\XX+ \((
+
\(V
\I+
\(7
(t!(t!
(t!
((
g
=
F+D3Ti= F+D3Ti=
2
2
2
+
''
#
!!
#
!VP
.
!t/!
t/
!t/
##
gi
2
2
2
+
''
#
!!
#
!VP
.
!t/!
t/
!t/
##
gi
$ %$ 'urvas de respuesta
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
51/103
$. %$. 'urvas de respuestamecnica par 9 velocidad I
#1#1 -3#31-3#31 #3-#3-
4ona de ,ncionamiento estable
como motor
4ona de ,ncionamiento estable
como motor
F+D3Ti= F+D3Ti=221 N
T
T
nom
arr 221 NT
T
nom
arr
5261 NN
T
T
nom
ma;
5261 NN
T
T
nom
ma;
1
Desli8amiento +
7ar
Par de
Arran)e
Par mximo
Par 7ominal
-
Velocidad de
sincronismo
8otor 9enerador:reno
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
52/103
$. %$. 'urvas de respuesta
mecnica par 9 velocidad IILa caracterstica mecnica de los motores de
induccin es prcticamente lineal entre vaco 0 plenacarga
La caracterstica mecnica de los motores deinduccin es prcticamente lineal entre vaco 0 plena
carga
El par m;imo suele ser de 4 a ? veces el nominalEl par m;imo suele ser de 4 a ? veces el nominal
El par de arranque tiene que ser superior al nominalpara permitir que el motor se ponga en marc!a
El par de arranque tiene que ser superior al nominalpara permitir que el motor se ponga en marc!a
7ara un determinado desli8amiento el par vara con elcuadrado de la tensin: una reduccin del K5Z en latensin de alimentacin da lugar a una cada del par
motor al 4KZ de su valor previo
7ara un determinado desli8amiento el par vara con elcuadrado de la tensin: una reduccin del K5Z en latensin de alimentacin da lugar a una cada del par
motor al 4KZ de su valor previo
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
53/103
$.%$. 'urvas de respuesta
mecnica par 9 velocidad III
1anda dedispersi
n
1anda dedispersi
n
'atlogos comerciales
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
54/103
$.%$. 'urvas de respuesta
mecnica par 9 velocidad IV
'atlogos comerciales
$ %P 7 i d
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
55/103
$.%P. 7ar m;imo de unmotor de induccin I
j't/ !t/ j'!+
(!+
+
\((
A
B
Vt/
(1
+
j't/ !t/ j'!+
(!+
+\((
A
B
Vt/
(1
+
El par serm;imo cuando7gsea m;imaNes decir cuando
se transera a((R"+lam;imapotencia
El par serm;imo cuando7gsea m;imaNes decir cuando
se transera a((R"+lam;imapotencia
22\XX(
+\(
(t!t!(
22 \XX(+
\((t!t!
(
TE*(E&T(&,+/E(E,'I
& JX. 7*T
TE*(E&T(&,+/E(E,'I
& JX. 7*T
22\XX(
\(+
(t!t!
(T&X
=
22\XX(
\(+
(t!t!
(T&X
=
=
22
2
2
+
''!!
V.
!t/t/t/#
t/max
=
22
2
2
+
''!!
V.
!t/t/t/#
t/max
$ %P 7 i d
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
56/103
$.%P. 7ar m;imo de unmotor de induccin II
(esistencia rotrica creciente
+T&X%+T&X4+T&X?
7ar
+
22\XX(
\(+
(t!t!
(T&X
=
22\XX(
\(+
(t!t!
(T&X
=
EL desli8amiento alque se produce el
par m;imo +QDE7E,DE DE ((R
EL desli8amiento alque se produce el
par m;imo +QDE7E,DE DE ((R
Esta propiedad se usa para elarran9que mediante insercin de
resisten9cias en mquinas de
rotor 2o2inado
Esta propiedad se usa para elarran9que mediante insercin de
resisten9cias en mquinas de
rotor 2o2inado
El par m;imo,* DE7E,DE de
la resistenciarotrica ((R
El par m;imo,* DE7E,DE de
la resistenciarotrica ((R
=
22
2
2
+
''!!
V.
!t/t/t/#
t/max
=
22
2
2
+
''!!
V.
!t/t/t/#
t/max
$ %O E d t li2
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
57/103
$.%O. Ensa0o de rotor li2re
++9%\(:5++i (
++9%\(:5++i (
's !s
U1
(-
'!+
'
!,e
(,e(
!!+'s !s
U1
(-
'!+
'
!,e
(,e(
!!+
En vaco +5:
&l no circular corriente por ((R puede considerarseque en este ensa0o las prdidas en el 'u son slo
las del estator
&l no circular corriente por ((R puede considerarseque en este ensa0o las prdidas en el 'u son slo
las del estator
-
-0
I
V
C
Lnea
-
-0
I
V
C
Lnea
2
-
--
0 I
7(
XX(CX s2
-
2
-- XX(CX s
2
-
2
--
I5tFI5tF
otor girando sin
carga
otor girando sin
carga
'ondicionesensa0o:'ondicionesensa0o:
M%
M4
&
)%tF)%tF
V 0 3nominales
V 0 3nominales
C
5
Impedancia por 3asedel motor
Impedancia por 3asedel motor
--- .X(C --- .X(C
3emecestcu 777MM7
21- 3emecestcu 777MM7 21-
$ 45 Ensa0o de rotor
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
58/103
$.45. Ensa0o de rotor2loqueado I
I%ntFI%ntF
(otor2loqueado
(otor2loqueado
'ondicionesensa0o:'ondicionesensa0o:
M%
M4
&
)cctF)cctF
V reducida e Inominal
V reducida e Inominal
V
El ensa0o se reali8asu2iendo gradualmente latensin de ali9mentacin!asta que la corrien9te
circulante sea la nominal
El ensa0o se reali8asu2iendo gradualmente latensin de ali9mentacin!asta que la corrien9te
circulante sea la nominal
0
cc)0
cc)
's !
s
(1n
'!+ !!+
's !s
(1n
'!+ !!+
+e puededespreciar la rama
paralelo
+e puededespreciar la rama
paralelo
Tensin deensa0o
mu0 reducida
Tensin deensa0o
mu0 reducida
'orriente por X
desprecia2le
'orriente por X
desprecia2le
u0pocas
prdidas/e
u0pocas
prdidas/e
(3edesprecia2l
e
(3edesprecia2l
e
Ccc
cccccc .X(C cccccc .X(C
\((( (scc \((( (scc
\XXX (scc
\XXX (scc
+e elimina
rama paralelo
+e elimina
rama paralelo
$ 45 Ensa0o de rotor
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
59/103
$.45. Ensa0o de rotor2loqueado II
's
!s
(1n
'!+
!!+
's
!s
(1n
'!+
!!+
0
cc)0
cc)+e puede
despreciar la ramaparalelo
+e puededespreciar la rama
paralelo
Ccc
rotcuestcucc 77MM7
21 rotcuestcucc 77MM7 21
n
cc
cc
I
)
C1
0
n
cc
cc
I
)
C1
0
2
10 n
cccc
I
7(
2
10 n
cccc
I
7(
'JL')L* 7&(JET(*+'I(')IT*
ES)IV&LE,TE
'JL')L* 7&(JET(*+'I(')IT*
ES)IV&LE,TE
\XXN\X (+( ;- \XXN\X (+( ;-
\XXN\X (+( 5- \XXN\X (+( 5-
\XX (+= \XX (+=
\XXNX (++
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
60/103
'JL')L*7&(JET(*+
'I(')IT*ES)IV&LE,TE II
'JL')L*7&(JET(*+
'I(')IT*ES)IV&LE,TE II
$.45. Ensa0o de rotor
2loqueado III
+XXX - +XXX -XX
Despus de aplicar la (eglaemprica anterior para o2tener
las reactancias de rotor 0 estatorse aplica el resultado del ensa0o
de vaco
Despus de aplicar la (eglaemprica anterior para o2tener
las reactancias de rotor 0 estatorse aplica el resultado del ensa0o
de vaco
((R+e o2tiene restando a (''
Ensa0o de rotor 2loqueadoF elvalor de (+medicin directaF
+e o2tiene restando a (''Ensa0o de rotor 2loqueadoF elvalor de (+medicin directaF
+cc( ((\( +cc( ((\(
$.4%. 'aracter sticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
61/103
Corriente absorbida en ,ncin de la velocidad
-
2
> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
CorrienteA
Corriente absorbida en ,ncin de la velocidad
-
2
> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
CorrienteA
$.4%. 'aracter sticas3uncionales de los motores
asncronos I
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &
Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
Velocidad
desincronism
Velocidad
desincronism
'orrientede vaco
'orrientede vaco
'orrientenominal'orrientenominal
$.4%. 'aractersticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
62/103
Potencia el?ctrica absorbida en ,ncin de la velocidad
-
1---2---
0---
---
;---
5---
6---
=---
1----
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
PotenciaW
Potencia el?ctrica absorbida en ,ncin de la velocidad
-
1---
2---
0---
---
;---
5---
6---
=---
1----
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
PotenciaW
/a2ricante: E*D7otencia: $NK M
Tensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
$.4%. 'aractersticas3uncionales de los motores
asncronos II
Velocidad
desincronism
Velocidad
desincronism
7otencia elctricaconsumida plena
carga
7otencia elctricaconsumida plena
carga
$.4%. 'aractersticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
63/103
!endimiento en ,ncin de la velocidad
-@---
-@1--
-@2--
-@0--
-@--
-@;--
-@5--
-@6--
-@=--
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
!endimiento
!endimiento en ,ncin de la velocidad
-@---
-@1--
-@2--
-@0--
-@--
-@;--
-@5--
-@6--
-@=--
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
!endimiento
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &
Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &
Velocidad : O>(77olos: >
$.4%. 'aractersticas3uncionales de los motores
asncronos III
Velocidad
desincronism
Velocidad
desincronism
(endimiento en vaco
(endimiento en vaco
(endimiento a plena
carga
(endimiento a plena
carga
$.4%. 'aractersticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
64/103
:actor de $otencia en ,ncin de la velocidad
-
-@1
-@2
-@0
-@
-@;
-@5
-@6
-@=
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
:actorde
$otenci
:actor de $otencia en ,ncin de la velocidad
-
-@1
-@2
-@0
-@
-@;
-@5
-@6
-@=
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
:actorde
$otenc
i
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
$.4%. 'aractersticas3uncionales de los motores
asncronos IV
Velocidad
desincronism
Velocidad
desincronism
3dp envaco3dp envaco
3dp aplenacarga
3dp aplenacarga
$.4%. 'aractersticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
65/103
Caracterstica mecnica en ona estable
-
1-
2-
0-
-
;-
5-
6-
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
ParD7mE
Caracterstica mecnica en ona estable
-
1-
2-
0-
-
;-
5-
6-
= =>- =>> =;- =;> =5- =5> =6- =6> ==- ==> 1---
!P8
ParD7mE
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V
'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V
'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
$.4%. 'aractersticas3uncionales de los motores
asncronos V
Velocidad
desincronism
Velocidad
desincronism
$ 4% ' t ti
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66/103
$.4%. 'aractersticas3uncionales de los motores
asncronos VI
VEL*'ID&DE+ DE GI(* TQ7I'&+/uente: &11 ^ Guide for seecting a motor
,YE(*
DE 7*L*+
VEL*'ID&D
+I,'(*,I+* (7F
VEL*'ID&D TQ7I'&
7LE,& '&(G&4 ?555 4O55
%K55 %5
> %555 O>5
P $K5 $45
%5 >55 KP5
%4 K55 P5
%> ?$K ?>5
$.4%. 'aracter sticas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
67/103
Evolucin de la temperatura de los devanados desde
el arranque !asta el rgimen permanente trmico
Evolucin de la temperatura de los devanados desde
el arranque !asta el rgimen permanente trmico
$.4%. 'aracter sticas3uncionales de los motores
asncronos VII
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK MTensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(7
7olos: >
T_ %% 6':otor 'lase /:T_ ma;U %KK6'
T_ %% 6':otor 'lase /:T_ ma;U %KK6'
$.44. 'ontrol de las
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
68/103
caractersticas mecnicas de losmotores de induccin mediante el
diseBo del rotor I
(esistencia rotricacreciente
+T&X%+T&X4+T&X?
7ar
+
EL (E,DIIE,T* DEL*T*( E+ J+ 1&*EL (E,DIIE,T* DEL*T*( E+ J+ 1&*
+i la resistencia rotrica eselevada el par de arranque del
motor tam2in lo es
+i la resistencia rotrica eselevada el par de arranque del
motor tam2in lo es
+i la resistencia rotrica eselevada el par m;imo del
motor aparece condesli8amiento elevado
+i la resistencia rotrica eselevada el par m;imo del
motor aparece condesli8amiento elevado
gmi 7+7 1 gmi 7+7 1
+i el desli8amiento es elevadola potencia mecnica interna
es 2aa
+i el desli8amiento es elevadola potencia mecnica interna
es 2aa
$.44. 'ontrol de las
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
69/103
caractersticas mecnicas de losmotores de induccin mediante el
diseBo del rotor II
otor con((R elevadaotor con((R elevada
otor con((R 2aaotor con((R 2aa
1uen par de
arranque
1uen par de
arranque1ao rendimiento1ao rendimiento
1ao par de
arranque
1ao par de
arranque1uen rendimiento1uen rendimiento
}
+*L)'IW,+*L)'IW,
*T*( DE (*T*(1*1I,&D*: V&(I&'IW,
DE L& (E+I+TE,'I&(*TW(I'&
*T*( DE (*T*(1*1I,&D*: V&(I&'IW,
DE L& (E+I+TE,'I&(*TW(I'&
DI+E`* DE ), (*T*('*, '&(&'TE(Q+TI'&+EL-'T(I'&+ V&(I&1LE++EGY, L& VEL*'ID&D
DE GI(*
DI+E`* DE ), (*T*('*, '&(&'TE(Q+TI'&+EL-'T(I'&+ V&(I&1LE++EGY, L& VEL*'ID&D
DE GI(*
$.44. 'ontrol de las
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
70/103
1arras depequeBa seccin
<aresistenciaN
2aa reactanciade dispersin
<aresistenciaN
2aa reactanciade dispersin
1arras deranura
pro3unda
(esistencia2aa elevadareactancia de
dispersin
(esistencia2aa elevadareactancia de
dispersin
Do2le aula
'om2ina laspropiedades de
las dosanteriores
'om2ina laspropiedades de
las dosanteriores
}
7ueden usarsedos tipos de
material condi3erenteresistividad
caractersticas mecnicas de losmotores de induccin mediante el
diseBo del rotor II
La seccin 0 geometra de las 2arras rotricasdetermina sus propiedades elctricas 0 la 3orma de
variacin de stas con la velocidad de giro de lamquina
La seccin 0 geometra de las 2arras rotricasdetermina sus propiedades elctricas 0 la 3orma de
variacin de stas con la velocidad de giro de lamquina
& menor
seccinma0or
((R
& menor
seccinma0or
((R
. . on ro e ast ti i d l
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
71/103
caractersticas mecnicas de losmotores de induccin mediante el
diseBo del rotor III(anuraestatric
a
(anuraestatric
a 'ircuito equivalente deuna 2arra rotrica
(esistencia (eactancia
dispersin
La reactancia de dispersinaumenta con la pro3undidadU que el uo de dispersin
La reactancia de dispersinaumenta con la pro3undidadU que el uo de dispersin
/luo dedispersin: se
concentra !aciael interior
/luo dedispersin: se
concentra !aciael interior
E3ecto de la
E3ecto de la
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
72/103
3rotorELEV&D&
3rotorELEV&D&
&((&,S)E&((&,S)E +V&L*(E+
ELEV&D*+
+V&L*(E+
ELEV&D*+
(educcinseccin Atil:aumenta ((R
(educcinseccin Atil:aumenta ((R
&umentodel par dearranque
&umentodel par dearranque
E3ecto de lareactancia de
dispersin
43rotorLdispersinF
)H &')+&D*
E3ecto de lareactancia de
dispersin
4
3rotorLdispersinF
)H &')+&D*
La corriente circulaslo por la parte
ms e;terna de la
2arra
La corriente circulaslo por la parte
ms e;terna de la
2arra
'*,DI'I*,E+ ,*I,&LE+'*,DI'I*,E+ ,*I,&LE+
+V&L*(E+
1&5+
+V&L*(E+
1&5+
3rotor1&&
3rotor1&&
eora delrendimient
o
eora delrendimient
o
&umentoseccin util:(educcin
((R 0 7ar
&umentoseccin util:(educcin(
(
R 0 7ar
La corriente circulapor toda la seccin
de la 2arra
La corriente circulapor toda la seccin
de la 2arra
E3ecto de lareactancia de
dispersin
43rotorLdispersinF)H 7*'*&')+&D*
E3ecto de lareactancia de
dispersin
4
3rotorLdispersinF)H 7*'*&')+&D*
+imulacin del e3ecto real
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73/103
D)(&,TE EL
&((&,S)E 'I(')L&), %NO?Z DE L&
'*((IE,TE 7*( L&C*,& (*& DE L&
1&((&
D)(&,TE EL/),'I*,&9IE,T* E,
'*,DI'I*9,E+,*I,&LE+ 'I(')9L&
), 4N?KZ DE L&'*((IE,TE 7*( L&
C*,& (*& DE L&
+imulacin del e3ecto real
*T*( +I)L&D*
/a2ricante:+IEE,+7otencia: %% MTensin: ?P5 V'orriente: 44 &Velocidad : %K5(7
7olos:
*T*( +I)L&D*
/a2ricante:+IEE,+7otencia: %% MTensin: ?P5 V'orriente: 44 &Velocidad : %K5(7
7olos:
-
1---
2---
0---
---
;---
1 0 > 5 = 11 10 1> 15 1= 21 20 2> 25
5 = 11 10 1> 15 1= 21 20 2> 25
(total (s$ (in,
5>F;>
2
7G barra
A
+imulacin del campo real
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74/103
LQ,E&+ DE '&7* D)(&,TE
EL &((&,S)E
LQ,E&+ DE '&7* E, /),'I*,&9
IE,T* ,*I,&L
Las lneas de campose concentran en lasupercie
Las lneas de campose concentran en lasupercie
+imulacin del campo realdurante un arranque
$ 4? 'lasicacin de los
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
75/103
$.4?. 'lasicacin de losmotores segAn el tipo de
rotor: ,ormas ,E& I
'lase 1'lase 1
'lase &'lase &'lase ''lase '
'lase D'lase DT"Tnom
+
%NK
4
4NK
? 7ar de arranque 2ao
7ar nominal con +=KZ 'orriente arranqueelevada K ^ P In
(endimiento alto )so en 2om2asN
ventiladoresN mquina
!erramientaN etcN !astaKNK M
7ara potencias @ KNK Mse usan sistemas dearranque para limitar la
corriente
*T*( 'L&+E &
. . as cac n e os mo oressegAn el tipo de rotor: ,ormas
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
76/103
7ar arranque similar clase&
'orriente arranque 4KZ =clase &
7ar nominal con +=KZ (endimiento <o &plicaciones similares al
clase & pero con = Iarranque
+on L*+ J+ )TILIC&D*+
*T*( 'L&+E 1 7ar arranque elevado 4
veces Tnom apro;.F 'orriente de arranque 2aa 7ar nominal con +=KZ (endimiento <o &plicaciones que requieren
alto par de arranque Tma; = clase &
*T*( 'L&+E ' Do2le aulaF
7ar arranque mu0 elevado @ ? TnomF 'orriente de arranque 2aa 7ar nominal con + elevado $ ^%$ZF (endimiento 2ao &plicacin en accionamientos
intermitentes que requieren acelerarmu r ido
*T*( 'L&+E D
segAn el tipo de rotor: ,ormas,E& II
. . arac er s casmecnicas de las cargas ms
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
77/103
mecnicas de las cargas ms!a2ituales de los motores de
induccin 1om2as centr3ugas 'ompresores
centr3ugos Ventiladores 0
soplantes 'entri3ugadoras
T(U,4
7rensas quinas
!erramientas
T(U,
quinas elevacin 'intas transportadoras
ac!acadoras 0trituradoras 'ompresores 0 2om2as
de pistones
T(U
1o2inadoras quinas 3a2ricacin
c!apa
T(U",T(U
T(U" ,
T(U,T(U,4
,
T(
T(U
T(U" ,
T(U,T(U,4
,
T(
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
78/103
$.4K. El arranque de los
motores asncronos I
'orrientem;ima
'orrientem;ima
' i t d
'orriente de
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
79/103
&rranque en
vaco
&rranque aplena carga
'orrientem;ima'orrientem;ima
'orriente devaco
tras alcan8arvelocidadm;ima
'orriente devaco
tras alcan8arvelocidadm;ima
'orrientenominal
tras alcan8arvelocidadm;ima
'orrientenominal
tras alcan8arvelocidadm;ima
Duracin del arranque
Duracin del arranque
L& '*((IE,TEJXI& ,* DE9
7E,DE DE L&'&(G&
L& '*((IE,TEJXI& ,* DE9
7E,DE DE L&
'&(G&
/a2ricante: E*D7otencia: $NK M
Tensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
/a2ricante: E*D7otencia: $NK M
Tensin: ?P5 V'orriente: %$ &Velocidad : O>(77olos: >
$.4K. El arranque de los
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
80/103
$.4K. El arranque de losmotores asncronos II
La normativa elctrica esta2lece lmites para la corrientede arranque de los motores asncronos. 7or este motivoNes necesario disponer procedimientos especcos para
acotarla
La normativa elctrica esta2lece lmites para la corrientede arranque de los motores asncronos. 7or este motivoNes necesario disponer procedimientos especcos para
acotarla+lo vlido en motores
pequeBos o en las centraleselctricas
+lo vlido en motores derotor 2o2inado 0 anillosro8antes
El mtodo ms 2arato 0utili8ado
(educcin de la tensindurante el arranquemediante autotra3o
Go2ierno del motor duranteel arranque por equipo
electrnico
todos
dearranque
todos
dearranque
&rranque directo de la red&rranque directo de la red
&rranque medianteinsercin de resistencias
en el rotor
&rranque medianteinsercin de resistencias
en el rotor
&rranque estrella ^
tringulo
&rranque estrella ^
tringulo&rranque con
autotrans3ormador&rranque con
autotrans3ormador
&rranque conarrancadores estticos
&rranque conarrancadores estticos
$.4K. El arranque de los
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
81/103
$.4K. El arranque de losmotores asncronos III
22
\XX+
\((
V\I
(t!(t!
t!(
=
22
\XX+
\((
V\I
(t!(t!
t!(
=
[ ] [ ]22 \XX\((
V\I
(t!(t!
t!arranque(
+++=
[ ] [ ]22 \XX\((
V\I
(t!(t!
t!arranque(
+++=
7&( DE &((&,S)E
7ar de un motorasncrono.
En el arranque +U%
7ar de un motorasncrono.
En el arranque +U%
'orriente rotrica.
En el arranque +U%
'orriente rotrica.
En el arranque +U%
2
2
2
+
''#
!!
#
!VP
.
!t/!
t/
!t/
##
gi
2
2
2
+
''#
!!
#
!VP
.
!t/!
t/
!t/
##
gi
22
2+
''!!
!VP.
!t/!t/
!t/
##
gArran)e
22
2+
''!!
!VP.
!t/!t/
!t/
##
gArran)e
2+Arran)e!!
#Arran)e (!.
2+Arran)e!!
#Arran)e (!.
$.4K. El arranque de los motores V
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
82/103
qasncronos V: arranque porinsercin de resistencias
rotricas(esistencia rotricacreciente(esistencia rotricacreciente
((R%((R%
7ar7ar
++
((R4((R4((R?((R?
7ara elarranque de la
mquina seintroducenresistencias
entre los anillosro8antes que sevan eliminando
con3ormeaumenta la
velocidad degiro
7ara elarranque de la
mquina seintroducenresistencias
entre los anillosro8antes que sevan eliminando
con3ormeaumenta la
velocidad degiro
+lo vale para los motores de rotor 2o2inado0 anillos ro8antes
+lo vale para los motores de rotor 2o2inado0 anillos ro8antes
.4K. El arranque de los motores
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
83/103
qasncronos VI: arranque
mediante autotrans3ormador
C0
8
C2
C1
!
#
.
C0
8
C2
C1
!
#
.7ara el arranque de la mquina
se introduce unautotrans3ormador reductor
rt@%F
7ara el arranque de la mquinase introduce un
autotrans3ormador reductor
rt@%FInicialmente '% 0 '4 estn cerrados:el motor arranca con la tensin
reducida
Inicialmente '% 0 '4 estn cerrados:el motor arranca con la tensin
reducidaEn las pro;imidades de plena carga
'4 se a2re: el motor soporta unatensin ligeramente in3erior a la dered de2ido a las cadas de tensin
en el devanado del autotra3o
En las pro;imidades de plena carga'4 se a2re: el motor soporta una
tensin ligeramente in3erior a la dered de2ido a las cadas de tensin
en el devanado del autotra3o
+e cierra '?: el motor soporta todala tensin de la red
+e cierra '?: el motor soporta todala tensin de la red
/ases del arranque con
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
84/103
C0
8
C1
!
#
.
C0
8
C1
!
#
.
8
C2
C1
!
#
.
8
C2
C1
!#
.
8
C2
C1
!
#
.
8
C2
C1
!
#
.
qautotrans3ormador
2
Ligeracada detensin
$.4K. El arranque de los motores
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
85/103
$.4K. El arranque de los motoresasncronos VII: arranque estrella
9 tringulo's !s(arr
'!+ !!+
+
lneaV
's !s(arr'!+ !!+
+
lneaV +edesprecia la
rama enparalelo
+e
desprecia larama enparalelo
+U%
'ircuito equivalente del motordurante el arranque
Ccc(arr
+
lneaV
Ccc(arr
+
lneaV
''
lnea
arranque C
V
I +
= ''
lnea
arranque C
V
I +
=
El arranque estrella 9 tringulo consiste en conectar losdevanados del motor en estrella para arrancar la mquina
conmutando a cone;in en tringulo una ve8 que la mquina!a elevado su velocidad
El motor conectado en estrella consume menos corriente 0entrega menos par. De este modoN se limita la corriente de
arranque.
$.4K. El arranque de los motores
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
86/103
qasncronos VII: arranque estrella
9 tringulo!
#
,
4cc
4cc
4cc
+
lneaV
(arrHestrella
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc
4cc
+
lneaV
(arrHestrella
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc4cc
+
tringuloarrI (arrHtringlo
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc4cc
+
tringuloarrI (arrHtringlo
Vlnea
''
lnea
estrellaarrC
VI +=
''
lnea
estrellaarrC
VI +=
''
lneatringuloarr
C
VI +=
''
lneatringuloarr
C
VI +=
+
tringuloarrestrellaarr
II
=
+
tringuloarrestrellaarr
II
=
2+Arran)e!!Arran)e (!.
2+Arran)e!!Arran)e (!.
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
87/103
Esta relacin es vlida para las dos cone;iones.La corriente que aparece en ella es la que
circula por Ccc
estrellarrtringuloarr TT = + estrellarrtringuloarr TT = +
!
#
,
4cc
4cc
4cc
+
lneaV
(arrHestrella
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc
4cc
+
lneaV
(arrHestrella
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc4cc
+
tringuloarrI (arrHtringlo
Vlnea
!
#
,
4cc
4cc4cc
+
tringuloarrI (arrHtringlo
Vlnea
+
tringuloarrestrellaarr
II
=
+
tringuloarrestrellaarr
II
=
)#
)#
2+estrellaArr!!
#estrellaArr (!.
2+
estrellaArr!!#
estrellaArr (!.
2
+
+
tringloArr!!
#tringloArr
(
!.
2
+
+
tringloArr!
!#
tringloArr
(
!.
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88/103
&rrancadores estticos con microprocesador depotencias !asta 4K55 M $455V
&rrancador O5 M >O5V&rrancador O5 M >O5V
&rrancador M&rrancador para
aplicacionesnavales 0militares
&rrancadores
estticos
'atlogos comerciales
'atlogos comerciales
$.4>. El 3renado elctrico
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
89/103
de los motores asncronos
IE;isten aplicaciones en las que es necesario poder aplicar unpar de 3renado al motor que permita detenerlo rpidamente:
ascensoresN grAasN cintas transportadorasN motores detraccin elctricaN etc. En este casoN las propiedades
elctricas de la mquina se utili8an para lograr el 3renado.
/(E,&D* (EGE,E(&TIV* * 7*((E')7E(&'IW, DE E,E(GQ&
/(E,&D* 7*( '*,T(&'*((IE,TE* '*,T(&&('
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
90/103
7ar resistente7ar resistente
Velocidad (7FVelocidad (7F
7ar7ar
'urva de3uncionamient
o con 47polos
'urva de3uncionamiento con 7polos
,s7,s47/(E,&D*
(EGE,E(&TIV*
de los motores asncronos
II
Cona de3uncionamiento
como 3reno
7ara 3renar se modican las cone;iones del estator pasando de 7polosa 47polos. El 3renado se consigue al convertirse el motor en
generador. La energa generada se disipa en resistencias o se
7
3, 7s
= *0
2 7
3, 7s
= *0
2
7s7s ,7
3
7
3,
22
*02
2
*0=
=
= 7s7s ,7
3
7
3,
22
*02
2
*0=
=
=
$. . E rena o e ctr cod l t
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
91/103
de los motores asncronos
III(+T
(+T
/uncionamiento
normal: giro en unsentido
/renado a
contracorriente:inver9sin delsentido de giro
7ar resistente7ar resistente
'orriente'orrienteGiro!orarioGiro!orario
Giroanti9!orario
Giroanti9
!orario
C*,&DE/(E,*
C*,&DE/(E,*
+@%+@%
++
+
+
+
,
,
,
,,
,
,,+ +=
+=
= 1
++
+
+
+
,
,
,
,,
,
,,+ +=
+=
= 1
21 > ++ 21 > ++
7ar de 3renado 2ao /renado en 8ona
inesta92le de la curva
7ar9+ 'orriente durante el3re9nado mu0 alta
+olicitacin del rotormu0 elevada
,ecesario construccin
especial
LIIT&'I*,E+
$.4>. El 3renado elctricod l
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
92/103
de los motores asncronos
IVEl /(E,&D* DI,JI'* consiste en dos acciones so2re el3uncionamiento del motor: eliminacin de la alimentacin en
alterna e in0eccin de '' por el estator.
La in0eccin de '' provoca la aparicin de un campo de eeo que genera un par de 3renado
Equipo para el 3renado
de motores asncronospor in0eccin de ''7otencia ?%K MF
'atlogos comerciales
(esistencias para 3renadoreosttico de motores
'atlogos comerciales
$.4$. 'lculo de tiempos de
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
93/103
$.4$. 'lculo de tiempos dearranque 0 3renado
= dmr 2 = dmr 2
2mg 2mg
omento de inercia de uncuerpo de masa m
respecto a un ee. res ladistancia al ee
[ ] dtdTT argcmot( += [ ] dtdTT argcmot( +=
Ecuacin de la dinmica derotacin: Tes el par motorN T
(el
par resistente motel momentode inercia del motorNcargel de la
carga 0 la pulsacin de giro
dTT
t
nominal
(
argcmotarranque
+=
0
d
TT
t
nominal
(
argcmotarranque
+=
0Integrando laecuacin se
o2tiene el tiempode arranque
[ ]
dTTT
t
nominal
3reno(
argcmot3renado
+
+=
0
[ ]
dTTT
t
nominal3reno(
argcmot3renado
+
+=
0 T( T3renoes elpar resistente
total si se inclu0eun procedimiento
adicional de3renado
$.4P. La variacin de
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
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velocidad de los motores
asncronos IVariacin de la
velocidad de giro dela mquina
Variacin de lavelocidad del
campo giratorio
Variar
7
Variar 3
'am2io enla cone;indel estator
Variacindiscreta dela velocidad
+lo posi2le 4 o? velocidades
distintas
otorescon
devanados
especiales
Equipoelctrnicopara variar
3recuencia de
red
'ontrol develocidad en
cualquierrango para
cualquiermotor
7
3,+
= *0
7
3,+
= *0
$.4P. La variaci n develocidad de los motores
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velocidad de los motoresasncronos II: mtodos
particulares(esistenciarotricacreciente
(esistenciarotricacreciente
((R%((R%
7ar7ar
++
((R4((R4((R?((R?
Variacin de lavelocidad
V&(I&'IW, DE L& VEL*'ID&D 7*(I,+E('IW, DE (E+I+TE,'I&+
(*TW(I'&+ E, *T*(E+ DE (*T*(1*1I,&D*
Variacin de lavelocidad
Variacin de lavelocidad
5NPVn5NPVnVnVn
(educcintensin(educcintensin
7ar7ar
++
V&(I&'IW, DE L& VEL*'ID&D 7*((ED)''IW, DE L& TE,+IW,
1&* (&,G* DE V&(I&'IW,
(ED)''IW, DEL 7&( *T*(1&* (&,G* DE V&(I&'IW,
$.4P. La variaci n develocidad de los motores
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velocidad de los motoresasncronos III: Variacin de la
3recuencia
3n3n
(educcin3recuencia(educcin3recuencia7ar
7ar
V&(I&'IW, DE L& VEL*'ID&D 7*(V&(I&'IW, DE L& /(E')E,'I&
,+,+
5N$K3
n
5N$K3
n
5N$K,+5N$K,+
5NK3n5NK3n
5NK,+5NK,+
++
7
3,+
= *0
7
3,+
= *0
V&(I&,D* DE /*(&'*,TI,)& L& /(E')E,'I& +E
7)EDE V&(I&( DE /*(&'*,TQ,)& L& VEL*'ID&D
V&(I&,D* DE /*(&'*,TI,)& L& /(E')E,'I& +E
7)EDE V&(I&( DE /*(&'*,TQ,)& L& VEL*'ID&D
&l reducir la 3recuencia aumentael uo. 7ara evitar que lamquina se sature es necesario
mantener la relacin V"3constante: al disminuir 3 se
aumenta V 0 viceversa
&l reducir la 3recuencia aumentael uo. 7ara evitar que lamquina se sature es necesario
mantener la relacin V"3constante: al disminuir 3 se
aumenta V 0 viceversa
$.4P. La variaci n develocidad de los motores
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velocidad de los motoresasncronos III: variacin de la
3recuencia
(ecticador Inversor
otor deInduccin
+istemaelctricotri3sico
/iltro(ecticador Inversor
otor deInduccin
+istemaelctricotri3sico
/iltro
I,VE(+*( 7M
V(
.< .; .2
.1 .0 .>
V+
VT
E
E
E
(mot +mot Tmot
V(
.< .; .2
.1 .0 .>
V+
VT
E
E
E
(mot +mot Tmot
/uncionamiento del
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V(
.< .; .2
.1 .0 .>
V+
VT
E
E
E
(mot +mot Tmot
V(
.< .; .2
.1 .0 .>
V+
VT
E
E
E
(mot +mot Tmot
inversor I
Tensin del recticador sin ltro
Tensin del recticador con ltro
La tensin despusdel condensador es
prcticamentecontinua
La tensin despusdel condensador es
prcticamentecontinua
/uncionamiento delinversor II
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inversor II
El disparo de los IG1TRs se reali8a utili8ando una tcnicaconocida como 7MPuse !idt" moduation) que consisteen comparar una seBal portadoraF triangular con una seBal
moduladoraF senoidalDe esta comparacin se o2tiene una seBal similar a la
senoidal pero escalonada para cada una de las 3ases delinversor
Variando la amplitud 0 3recuencia de moduladora 0portadora es posi2le o2tener seBales de distinta
3recuencia 0 tensin a la salida del inversor
(mot +mot Tmot1us detensincontnua
(mot +mot Tmot1us detensincontnua
El inversor !aciendoconmutar los IG1TRs
setrocea la tensincontinua con la que es
alimentado
/uncionamiento del inversorIII
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III
1-&1
1
0
1
0 1-2&1
A
1-&1
1
0
1
0 1-2&1
B
(mot +mot Tmot1us detensincontnua
(mot +mot Tmot1us detensincontnua
45 m+5 45 m+5
+eBalesmodula9dora 0
portadora
+eBalesmodula9dora 0
portadora
TE,+IW, DE+&LID& E,L& /&+E (
%
4
'uandotriangula
r =senoidaldisparael % encaso
contrarioel 4
'uandotriangula
r =senoidaldisparael % encaso
contrarioel 4
+eBalesde
disparo
+eBalesde
disparo
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Inversor KK M5 ^ 55
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102/103
motor para una aplicacin
especca+ELE''I*,&(
'&('&+& H ,IVEL DE7(*TE''IW, I7F
+ELE''IW,&( 7*TE,'I&E, /)'IW, DE L&
7*TE,'I& ,E'E+&(I&7&(& &((&+T(& L&
'&(G&
2
+ELE''I*,&(VEL*'ID&D 7F E,
/),'IW, VEL*'ID&D'&(G&
+ELE''I*,&( /*(&,*(&LIC&D& DE
*,T&E E, /),'IW,DE )1I'&'IW,
4
+ELE''I*,&( 'L&+E DE&I+L&IE,T* E,
/),'IW, T_ E+7E(&D& H&1IE,TE DE T(&1&*
5
+ELE''I*,&('&(&'TE(Q+TI'&
E'J,I'& E, /),'IW,DE 7&( DE &((&,S)E H
(E+I+TE,TE DE L&
'&(G&
6
&11 ^ Guide for seecting a motor
$.?5. La mquina asncrona
7/25/2019 La mquina asncrona.pptx
103/103
qcomo generador
La mquina asncrona sepuede utili8ar como
generador
7or encima de lavelocidad de sincronismo
el par se vuelveresistente 0 entrega
energa elctrica
Los generadores asncronosse utili8an en sistemas de
generacin donde la 3uenteprimaria es mu0 varia2le:energa elica e !idraAlica
La mquina asncronaconvierte energa
mecnica en elctricasiempre que tra2aa porencima de la velocidad
de sincronismo. ,* E+,E'E+&(I* S)E GI(E &VEL*'ID&D '*,+T&,TEEn la actualidad e;isten
mquinas con do2le