MOTORES DE INDUCCION.pptx

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MOTORES DE INDUCCION

SERGIO LUIS HERNANDEZ GONZALEZGABRIELA JUAREZ ALONSO

RENE CERINO RAMIREZANTONIO DE JESUS ORTEGA PONCE


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Una maquina deinduccin es aquella quesolo tiene devanado deamortiguamiento. Se lellama as porque el voltajeen el rotor se induce enlos devanados del rotor enlugar de estar fsicamenteconectado por cables.


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CONSTRUCCION DE UN MOTOR

DE INDUCCIONHay dos tipos diferentes de rotores:

Rotor de jaula de ardilla: Consta de una seria de

barra conductoras dispuestas dentro de ranuraslabradas en la cara del rotor y en cortocircuito enalguno de sus extremos mediante anillos de cortocircuito.

Rotor devanado: tiene un conjunto completo dedevanados trifsicos y sus tres fases del rotornormalmente estn conectadas en Y.


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Rotor Jaula deArdilla

Rotor devanado


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CONCEPTOS BASICOS DE LOS

MOTORES DE INDUCCION Par inducido

Deslizamiento del rotor

Frecuencia elctrica en el rotor


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Par inducido Se aplico un voltaje al estator y fluye en el un

conjunto de corrientes las cuales producen uncampo magntico cuya velocidad de rotacin vienedada por:

Y el voltaje inducido

El voltaje inducido en las barras superiores va haciaarriba y el de las barras inferiores hacia el centro lo

que provoca que la corriente en las barras superioresvaya hacia fuera y la de las inferiores hacia dentro yesto produce un campo magntico en el rotor, lo quehace que el par resultante vaya en SCR y este aceleraen la misma direccin


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DESLIZAMIENTO DEL ROTORHay dos trminos para definir el movimiento relativo del rotor y los

campos magnticos.

Velocidad de deslizamiento: Es la diferencia entre la velocidad sncronay la del rotor.

Deslizamiento: Es iguala a la velocidad relativa expresada como unporcentaje

Se puede escribir en funcin de la velocidad angular:


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FRECUENCIA ELCTRICA EN EL

ROTOR Un motor de induccin funciona por medio de la

induccin de voltajes y corrientes en el rotor de lamaquina y por eso se les llamas transformadorrotatorio.

Funciona como un transformador pero la frecuenciaprimario no es necesariamente igual a la secundaria.

Si el rotor de un motor se bloquea y no se puede mover,entonces el rotor tendr la misma frecuencia que elestator.


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Por lo tanto el deslizamiento del rotor se define

por:

La frecuencia del rotor:

Se sustituye el deslizamiento en la formula del lafrecuencia y como sabemos que la velocidad de

rotacin del campo magntico es: lafrecuencia del rotor queda como:


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CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN

MOTOR DE INDUCCION La induccin de los voltajes y corrientes en el circuito

del rotor de un motor de induccin es esencialmenteuna operacin transformadora. A los motores deinduccin se le llamas maquinas de excitacin nicadebido a que solo se suministra potencia al circuito delestator.


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Modelo de transformador de un

motor de induccin

R1: Resistencia del estator.X1: Reactancia de dispersin del estator.

El f lujo de la maquina se relaciona con el voltajeaplicado E1.


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Comparacin de la curva de la fuerza magnetomotriz

con el flujo entre un transformador y una maquina deinduccin.

La curva del motor del induccin es menospronunciada debido a que

se incrementa la reluctanciay se reduce el acoplamiento

entre los devanados


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Modelo de circuito del rotor Mientras mayor sea el movimiento relativo entre

los campos magnticos del rotor y del estator,

mayor ser el voltaje resultante del rotor y lafrecuencia del rotor. El movimiento relativo delrotor es mas grande cuando esta estacionario y sele llama condicin de rotor bloqueado o detenido.


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La magnitud y frecuencia del voltaje inducido esdirectamente proporcional al deslizamiento delrotor. Si ER0es la magnitud del voltaje inducidocuando el rotor esta bloqueado, el voltaje inducidopara cualquier deslizamiento es:

Frecuencia: Impedancia:

Reactancia Flujo de la corriente:


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En la grafica se nota que bajo deslizamientos muybajos, la resistencia y la corriente del rotor varan

linealmente con el deslizamiento. Con deslizamiento altos la corriente del rotor se

aproxima al valor en estado estacionario conforme eldeslizamiento crece


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CIRCUITO EQUIVALENTE FINAL Para el circuito equivalente final, es necesario referir la

parte del rotor del modelo al lado del estator.

La ecuaciones para el voltaje, corriente e impedanciason:


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Nota: La resistencia del rotor RRy la reactancia enestado bloqueado XROson muy difciles de determinardirectamente en los rotores de jaula de ardilla.


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Debido a que los motores de induccin son maquinas deexcitacin nica sus relaciones de potencia y par difieren alas maquinas sincrnicas.

Un motor de induccin puede describirse como untransformador rotante. Su entrada es una entrada trifsicode voltaje y corriente.


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Relacin entre potencia elctrica de entrada y la potencia mecnica de salida


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POTENCIA Y PAR EN UN MOTOR DE INDUCCCION:


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CARACTERISTICAS PAR-VEL. DEL MOTOR DE INDUCCION

8 A d d


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8. Arranque de motores deinduccin

Los motores de induccin pueden ser puestos enmarcha conectndolos simplemente a la red.

En motores de induccin de rotor devanado, elarranque puede llevarse acabo con corrientes

relativamente pequeas.


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En motores de induccin de jaula de ardilla la corrientede arranque puede variar con gran amplituddependiendo (potencia nominal y al resistencia

efectiva del rotor). La corriente del rotor en condiciones de arranque se

puede estimar por medio de la frmula

Donde Sstart es la potencia aparente

que se calcula:


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El factor de letra cdigo, limita la cantidad de corrienteque el motor puede tomar en condiciones de arranque.Los lmites se expresan en trminos de la Sstart como

funcin de su potencia nominal en caballos de fuerza.Cada motor tiene una letra cdigo y los limites seobtienen de la siguiente tabla:


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Formas de reducir la corriente de arranque Mediante un circuito de arranque, reducir el par. Insertar en la lnea de potencias inductancias o resistencias

extra durante el arranque. Reducir el voltaje en terminales del motor durante el

arranque, utilizando autotransformadores. El par dearranque disminuye con el cuadrado del voltaje aplicado.

Ci it d t


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Circuitos y arranque de motores

de induccin


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Un circuito arrancador magntico tiene

varios elementos de proteccinincorporados:

Proteccin de cortocircuito

Proteccin de sobrecarga

Proteccin de bajo voltaje


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Calentador de sobrecarga

Arrancadorresistivo detres etapas


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9. Control de velocidadExisten slo 2 tcnicas para controlar la velocidad de unmotor de induccin.

1. Vara la velocidad sincrnica (velocidad de los camposmagnticos del rotor y del estator) puesto que lavelocidad del rotor siempre permanece cerca de nsinc.

Existen dos formas en que se pueden variar nsinc:

a. cambiando el nmero de polos de la mquina.

Existen dos mtodos que son: El mtodo de polosconsecuentes y devanados de estator mltiples.

Mt d d l t


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Mtodo de polos consecuentesSe basa en el hecho

de que el nmero de

polos en losdevanadosestatricos de un

motor de induccinse pueden cambiar

con facilidad enrelacin 2:1 con sloefectuar simples

cambios en laconexin de las

bobinas.


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La desventaja de los polos consecuentes es al relacin

de 2:1. para superar esta limitacin, se emplearonestatores de devanados mltiples con diferentenmero de polos, de los cuales solo se energizaba unoen cada oportunidad. Estos aumentan el costo del

motor y por lo tanto se utilizan slo cuando esabsolutamente necesario.

b. Cambio de la frecuencia de la lnea.


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b. Cambio de la frecuencia de la lnea.Si se cambia la frecuencia aplicada al estator , la velocidad de

rotacin de sus campos magnticos nsinc cambiara en proporcindirecta al cambio de frecuencia, y el punto de vacio sobre la curvacaracterstica par-velocidad cambiara con ella.

La velocidad sincrnica del motor en condiciones nominales seconoce como velocidad base.Utilizando control de frecuencia variable, se ajusta la velocidad del

motor por encima o por debajo de la velocidad de base.- Familia de curvas par- frecuencia: a) velocidades por debajo de la

velocidad base, b) velocidades por encima de la velocidad base.


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Y c) para todas las frecuencias.

La potencia mxima nominal del motor debe ser

disminuida linealmente con la reduccin de frecuenciapara evitar el sobrecalentamiento del circuito del estator.

P= 3VL ILcos


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1.- La otra tcnica para controlar la velocidad de un motor deinduccin consiste en variar el deslizamiento del motor parauna carga dada.-Es posible cambiar la forma de la curva par-velocidad

insertando resistencias extras en el circuito del rotor de lamquina.-Al cambiar la resistencia del rotor variar la velocidad deoperacin del motor.-Sin embargo, la insercin de resistencias extras en el circuito

del roto de un motor de induccin reduce la eficiencia de lamquina.- Se usa en periodos cortos por los problemas de eficiencia.


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10. Controladores de Estado Slido Para el control de la velocidad de los motores de induccin

es el controlador de frecuencia variable de estado slido.

Un controlador tpico de esta clase es muy flexible: su

entrada de potencia puede ser monofsica o trifsica. Lasalida de este dispositivo es un conjunto trifsico de voltajescuya frecuencia puede ser variada desde 0 hasta 120Hz ycuyo voltaje puede ser variado desde 0 v hasta el voltaje

nominal del motor. Este dispositivo tiene incorporado muchos elementos que

contribuyen a su ajustabilidad y facilidad de utilizacin.Algunos de esto rasgos son los siguientes.


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Ajuste de frecuencia: La frecuencia de salida del controlador puedemanejarse, para poder controlar la velocidad del motor de acuerdo conlas necesidades requeridas.

Escogencia de modelos de voltaje y frecuencia: Este controladorsuministra una variedad de modelos de voltajes contra frecuencia quese pueden seleccionar para que el par del motor coincida con elrequerido por su carga.

Rampas de aceleracin y desaceleracin ajustables

independientemente: Cambio de velocidad repentinos, elcontrolador no intenta que el motor salte instantneamente de laantigua a la nueva velocidad deseada. Limita a un nivel seguro para elmotor la tasa de aceleracin o desaceleracin de ste.

Proteccin del motor: El controlador tiene incorporados una seria de

elementos diseados para proteger el motor que se le acopla. Detectacondiciones de sobre carga, corrientes instantneas excesivas,condiciones de sobre voltaje o condiciones de bajo voltaje.


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Determinacin de los parmetros

del circuito equivalente Para determinar los valores de un circuito equivalente

se deben realizar pruebas en los motores de induccinpara alcanzar resultados exactos, y estos estn

descritos en la norma 112 de la IEEE son los siguientes:1. Prueba de vacio

2. Prueba DC para determinar la resistencia del estator

3. Prueba de rotor bloqueado


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Prueba de vacio Mide las perdidas rotacionales del motor y suministrainformacin sobre su corriente de magnetizacin.


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Prueba DC para determinar la

resistencia del estator Prueba para R1 a la cual se aplica un voltaje DC a los

devanados del estator del motor de induccin.


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Prueba de rotor bloqueado


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Generador de Induccin

Debido a que carece de un circuito de campo separado,

un generador de induccin no puede producirpotencia reactiva por lo que no debe estar accionadocontinuamente a una velocidad fija, funcionaramientras alcance una velocidad mayor a nsinc.


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Son una buena eleccin para molinos de viento,

sistemas de recuperacin de motor y fuentes similaresde potencia suplementarias conectadas a sistema depotencia existente. Se necesita solo de capacitorespara corregir el factor de potencia.


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Valores NominalesLos valores nominales mas impartes que se pueden encontrar en una tabla tpicason los siguientes:1. Potencia de salida2. Voltaje3. Corriente4. Factor de potencia

5. Velocidad6. Eficiencia nominal7. Clase NEMA de diseo8. Cdigo de arranque

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