Mecanica automotriz

MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

FEDERICO MILANO

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA, AUTOMÁTICA Y COMUNICACIONES ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES UNIVERSIDAD DE CASTILLA - LA MANCHA

CAMPUS UNIVERSITARIO S/N E-13071 CIUDAD REAL ESPAÑA

CURSO 2008/09

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN 2. FUERZAMAGNETO MOTRIZ Y CAMPOS GIRATORIOS 3. CIRCUITO EQUIVALENTE 4. BALANCE DE POTENCIAS 5. TIPOS DE FUNCIONAMIENTO 6. ARRANQUE 7. REGULACIÓN DE VELOCIDAD 8. MOTOR DE INDUCCIÓN MONOFÁSICO 9. MÁQUINAS ASÍNCRONAS ESPECIALES

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN
INDUCCIÓN – CORRIENTE POR UNO DE LOS DEVANADOS DEBIDA A LA F.E.M. INDUCIDA POR LAACCIÓN DEL FLUJO DEL OTRO DEVANADO VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR DISTINTA DE LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO f2 = f1 ± 80% MOTORES SON ASÍNCRONOS VENTAJAS INCONVENIENTES CONSTRUCCIÓN SIMPLE Y ROBUSTA DIFÍCIL REGULACIÓN DE VELOCIDAD
np 60

ASÍNCRONA –

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ASPECTOS CONSTRUCTIVOS
ESTATOR INDUCTOR (RED MONOFÁSICA O TRIFÁSICA)

ROTOR •INDUCIDO

ROTOR EN JAULA DE ARDILLA O CORTOCIRCUITO ROTOR DEVANADO O CON ANILLOS

•

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ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

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CONEXIONES DEL ESTATOR
Y Δ TENSIÓN MÁS ALTA TENSIÓN MÁS BAJA

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CAMPOS GIRATORIOS. TEOREMADE FERRARIS
3 DEVANADOS DESFASADOS 120º RECORRIDOS POR UN SISTEMA EQUILIBRADAS ELÉCTRICOS EN EL ESPACIO DE CORRIENTES TRIFÁSICAS

ia = ImCos(ωt) ib = ImCos(ωt – 120º) ic = ImCos(ωt + 120º)

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CAMPOS GIRATORIOS. TEOREMA DE FERRARIS
ℑa = FmCos(ωt)Cos(θ) ℑb = FmCos(ωt – 120º)Cos(θ – 120º) ℑc = FmCos(ωt + 120º)Cos(θ + 120º) ℑ(θ, t) =ℑa + ℑb +ℑc ℑ(θ, t) = Fm·[Cos(ωt)Cos(θ) + Cos(ωt – 120º)Cos(θ – 120º) + + Cos(ωt + 120º)Cos(θ + 120º)] TENIENDO EN CUENTA QUE Cos A·Cos B = ℑ(θ, t) =
1 [Cos(A - B) + Cos(A + B)] ⇒ 2

3 3 Fm·Cos(ωt -θ) = Fm·Cos(ωt -pα) 2 2

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CAMPOS GIRATORIOS. TEOREMA DE FERRARIS

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓNCAMPOS GIRATORIOS. TEOREMA DE FERRARIS
CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO
•

3 DE AMPLITUD CONSTANTE ( Fm) 2

•

QUE GIRA A VELOCIDAD CONSTANTE (ω)

2π m 2π RADIANES ELÉCTRICOS, RECORRIDOS POR CORRIENTES DESFASADAS m RADIANES EN EL TIEMPO:

GENERALIZANDO PARA SISTEMA DE m ARROLLAMIENTOS DESFASADOS

ℑ(θ, t) =

m Fm·Cos(ωt – θ) 2

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓNFUERZA MAGNETOMOTRIZ
ACCIÓN CONJUNTA DEVANADOS INDUCTOR E INDUCIDO ⇒ CAMPO EN EL ENTREHIERRO HIPÓTESIS:
•

CIRCUITO MAGNÉTICO IDEAL PERMEABILIDAD INFINITA NO HAY PÉRDIDAS EN EL HIERRO MÁQUINA BIPOLAR, ROTATIVA, CILÍNDRICA

•

•

•

NO SE REQUIERE NINGUNA ℑ PARA PRODUCIR LA INDUCCIÓN EN EL HIERRO

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FUERZAMAGNETOMOTRIZ DEVANADO CONCENTRADO DE PASO DIAMETRAL
PASO DIAMETRAL ⇒ θmag = 180º

θmag = p·θmec

p = 1 ⇒ θmag = θmec

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DEVANADO CONCENTRADO DE PASO DIAMETRAL

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DEVANADO CONCENTRADO DE PASO DIAMETRAL
 SENTIDO POSITIVO DE H ≡ DE ROTOR A ESTATOR

APLICACIÓN DE LA LEY DEAMPERE:

∫
γ = a-b-c-d:

γ

  H ⋅ d = N ⋅ i

∫

b a

  H ⋅ d +

∫

c

b(rotor)

  H ⋅ d +

∫

d c

  H ⋅ d +

∫

a

d(estator)

  H ⋅ d = N ⋅ i

∫

b a

  H ⋅ d +

∫

d c

  H ⋅ d = N ⋅ i

POR SIMETRÍA (CUANDO EL NÚMERO DE POLOS ES PAR):   H(θ) = −H(θ + π )
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