Maquinas asincronas

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Volumen

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Máquina asíncrona

Máquina asíncrona

MAQUINA ASINCRONA

Máquinas eléctricas

Laboratorio de electrotecnia UDEP

i

T abla de contenido
1. CREACIÓN DEL CAMPO MAGNÉTICO ROTANTE ................... 2 2. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR .. 5 3. 4. DEFINICIONES ........................... 7 DESLIZAMIENTO ...................... 7

5.FRECUENCIA DE LA CORRIENTE ROTÓRICA .................. 8 6. F.E.M ESTATÓRICAS Y ROTÓRICAS ......................................... 8 7. CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ESTATOR Y ROTOR ........................... 9 8. BALANCE DE POTENCIAS .... 12

9. EXPRESIÓN DEL PAR TRANSMITIDO .................................. 15 10. VARIACIÓN DE LAS CORRIENTES AL VARIAR DEL DESLIZAMIENTO ............................. 2311. PRUEBA DE VACÍO DEL MOTOR ASÍNCRONO TRIFÁSICO 27 12. 13. PRUEBA DE CORTO CIRCUITO 28 EL DIAGRAMA CIRCULAR30

14. CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA CIRCULAR .................. 32 15. COMO UTILIZAR EL CÍRCULO 32

16. DETERMINACIÓN DEL DESLIZAMIENTO Y DEL RENDIMIENTO .................................. 35 17. ERRORES DE APROXIMACIÓN DEL DIAGRAMA CIRCULAR ......... 38

1
Campo rotante
Antes deiniciar el estudio de las máquinas asíncronas es necesario el análisis del campo rotante.

Capítulo

E

l empleo de la máquina asíncrona está muy extendido por su robustez y simplicidad constructiva y actualmente por su versatilidad de control gracias al desarrollo de los accionamientos electrónicos que facilitan su empleo en sistemas complejos de control, tales como posicionamiento, que antesestaba reservado a otro tipo de máquinas.

La máquina asíncrona debe su nombre al hecho de que el rotor - inducido - en condiciones normales de uso como motor, no logra alcanzar la velocidad del campo creado por el estator – inductor - , normalmente llamada velocidad sincrónica, que se obtiene de la relación matemática mostrada en la Ecuación 1.
ns  120  f s rpm P
Ecuación 1

donde:

ns velocidad del campo del estator [r.p.m] f s  frecuencia de la corriente del estator [Hz]
P  Número de polos del estator

Esta máquina, al igual que todas las máquinas eléctricas, es reversible y su funcionamiento está basado en el fenómeno de la inducción electromagnética. La diferencia fundamental con los transformadores es el hecho de que el campo magnético en un transformador varía enamplitud en el tiempo, en el motor la amplitud permanece fija pero cambia su dirección.

1

1. Creación del campo magnético rotante
Teoría vista en clase Campo creado por una corriente monofase: En un sistema monofásico el campo creado a un ángulo θ del eje polar está dado por la siguiente expresión:
h( , t )  H m . cos(t ). cos( p )

Descomponiendo la expresión en suma y diferencia deángulos nos da:
h( , t )  Hm H . cos( p  t )  m . cos( p  t ) 2 2

Expresión que indica que el campo producido por una corriente monofase no es rotante, sólo es variable con la dirección del campo máxima fija sobre el eje polar. Otra forma de interpretar la ecuación anterior es considerar el campo monofase como compuesto por dos campos rotantes en sentidos opuestos girando a velocidadω, campos contrarrotantes, cuya suma en cada instante nos da el valor del campo total.

Campo creado por una corriente trifásica:

2

3

Considerando un devanado trifásico recorrido por un sistema trifásico equilibrado de corrientes. Dado que en la máquina eléctricas de corriente alterna el campo magnético en el entrehierro tiene una distribución sinusoidal, procederemos a hallar elvalor del campo en un punto P, tomando como origen de espacios un punto O sobre el eje de la bobina de la fase 1. (p indica el número de pares de polos).

Las corrientes estarían expresadas por:
i1 (t )  I 2. cos(t )
i2 (t )  I 2. cos(t  2 / 3)

4

i3 (t )  I 2. cos(t  4 / 3)
El valor del campo magnético en P debido a cada fase se expresaría como:
h1 ( , t )  H m . cos(t )....
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