Control PD

CAPITULO I

MOTORES DE INDUCCIÓN.

1.1.- INTRODUCCIÓN

Se les conoce con el nombre de motores de inducción ya que la corriente
que circula por un circuito, se debe a la fuerza electro motriz inducida por la acción
del flujo del otro circuito, también se les llama máquinas asíncronas porque la
velocidad de giro no es la de sincronismo impuesta por la frecuencia de la red.
Esta máquina,al igual que cualquier otro dispositivo de conversión
electromecánica de la energía de tipo rotativo, está formada por dos circuitos, uno en
el estator y el otro en el rotor. El estator se utiliza normalmente de inductor,
alimentado por la red monofásica o trifásica, el rotor es el inducido, y las corrientes
que circulan por él aparecen como consecuencia de la interacción con el flujo delestator.
Dependiendo del tipo de rotor estas máquinas se clasifican en:
a) Rotor jaula de ardilla.
b) Rotor bobinado.

Durante los siguientes capítulos el estudio se orienta en un solo tipo, el
motor con rotor jaula de ardilla, ya que es el que se encuentra acoplado a la bomba
de incendio. En la figura 1-1, se muestra un motor jaula de ardilla en corte.

Figura 1-1. Motor con rotor jaula deardilla.

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1.2.- PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE MOTORES DE INDUCCIÓN
TRIFÁSICOS.

El principio fundamental de estas máquinas consiste en la generación de
un campo magnético rotatorio, el que se produce al conectar cada fase del inductor a
una tensión trifásica y balanceada.
Al aplicar una tensión trifásica en el estator, se crea este campo magnético
rotatorio, que gira a unavelocidad, denominada Velocidad de Sincronismo:

nsin c =

Donde,

2 ⋅ 60 ⋅ f
p

f=

Frecuencia (Hz).

p=

( 1.1 )

Pares de polos.

Este campo magnético rotatorio del estator, pasa sobre las barras del rotor
y les induce un voltaje, el que se obtiene por medio de la ecuación:

eind = (v × BS ) ⋅ l
Donde,

v=

( 1.2 )

Velocidad de las barras del rotor con relación al campomagnético.
BS =

Densidad de flujo magnético del estator.

l=

Longitud de la barra del rotor.

La siguiente figura muestra el desarrollo del momento de torsión inducido
en un motor Jaula de Ardilla.

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Figura 1-2. Desarrollo del momento de torsión en un motor.

El campo magnético giratorio del estator BS, induce un voltaje en las
barras del rotor, este voltaje produce unflujo de corriente en él, que se atrasa con
relación al voltaje. La corriente del rotor produce un campo magnético BR atrasado
90º de la corriente del mismo, el cual interactúa con BR para dar como resultado un
Bneto que finalmente produce el Torque Inducido, el cual se expresa como:

T = k1 ⋅ BR × BS
Donde,

( 1.3 )

k1 =

Constante del torque.

BR =

Densidad del flujo magnéticodel rotor.

BS =

Densidad del flujo magnético del estator.

La velocidad de las barras superiores del rotor, con relación al campo
magnético es hacia la derecha, en tal forma que el voltaje inducido en las barras
superiores estará hacia fuera de la página, en tanto que el voltaje inducido en las
barras inferiores estará por el interior de la página.
Esto determina un flujo de corrientehacia afuera de las barras superiores
y hacia adentro de las barras inferiores. Sin embargo, como el conjunto del rotor es
inductivo, su máxima corriente se atrasa con relación a su máximo voltaje.
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La velocidad del motor tiene un límite finito. Si el rotor del motor de
inducción girara a velocidad sincrónica, entonces sus barras permanecerían
estacionarias con relación al campomagnético y no habría inducción de voltaje. Si la
velocidad fuera igual a cero, entonces no habrá corriente ni campo magnético en el
rotor. Sin campo magnético en el rotor, el momento de torsión inducido será cero y el
rotor se frenará como consecuencia de la fricción. Un motor de inducción puede, de
esta forma, acelerarse hasta cerca de la velocidad sincrónica, pero no alcanzar
exactamente la...