Maquinas Asincronas

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 2010/11

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

CONTENIDOS
1. INTRODUCCIÓN
2.FUERZA MAGNETO 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

MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN
INDUCCIÓN –

CORRIENTE POR UNO DE LOS DEVANADOS DEBIDA A
LA F.E.M.INDUCIDA POR LA ACCIÓN DEL FLUJO DEL
OTRO DEVANADO

ASÍNCRONA –

VELOCIDAD DE GIRO DEL ROTOR DISTINTA DE LA
VELOCIDAD DE SINCRONISMO
f2 = f1 ±

np
60

80% MOTORES SON ASÍNCRONOS
VENTAJAS -

CONSTRUCCIÓN SIMPLE Y ROBUSTA

INCONVENIENTES -

DIFÍCIL REGULACIÓN DE VELOCIDAD

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

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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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

ASPECTOS CONSTRUCTIVOS

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

CONEXIONES DEL ESTATOR
Y

TENSIÓN MÁS ALTA

Δ

TENSIÓN MÁS BAJA

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CAMPOS GIRATORIOS. TEOREMA DE 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 INDUCCIÓN

CAMPOS GIRATORIOS. TEOREMA DE FERRARIS
CAMPO MAGNÉTICO GIRATORIO
•

3
DE AMPLITUD CONSTANTE ( Fm)
2

•

QUE GIRA A VELOCIDAD CONSTANTE (ω)

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

GENERALIZANDO PARA SISTEMA DE m ARROLLAMIENTOS DESFASADOSℑ (θ , t) =

m
Fm·Cos(ω t – θ )
2

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MÁQUINA ASÍNCRONA O DE INDUCCIÓN

FUERZA 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 PRODUCIRLA INDUCCIÓN EN EL
HIERRO

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FUERZA MAGNETOMOTRIZ
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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MÁQUINA ASÍNCRONA O DEINDUCCIÓN

DEVANADO CONCENTRADO DE PASO DIAMETRAL
!
SENTIDO POSITIVO DE H ≡ DE ROTOR A ESTATOR
APLICACIÓN DE LA LEY DE AMPERE:

!

""
H # d! = N # i

"

γ = a-b-c-d:

!

b
a

""
H " d! +

!

c

""
H " d! +

b(rotor)

"

b
a

!

""
H ! d! +

d
c

"

""
H " d! +

d
c

!

a

""
H " d! = N " i

d(estator)

""
H ! d! = N ! i

POR SIMETRÍA...