Motores asincronos

Motores asincrónicos trifásicos
COMPILADOR: PROF. EDGARDO FALETTI (2009)

Principio de funcionamiento del motor trifásico a inducción

El motor asincrónico trifásico a inducción es un mecanismo al cual ingresa energía eléctrica bajo la forma de un conjunto trifásico, que se convierte en energía mecánica bajo la forma de un movimiento giratorio de velocidad ligeramente variable con la cargaaplicada al eje. Es una máquina más simple que se ha inventado para este fin, habiendo alcanzado un alto grado de perfeccionamiento y normalización.

La velocidad del campo giratorio del estator, también denominada velocidad sincrónica se expresa:

[pic] (rpm) [pic] (rps)
[pic] (rpm)
f: frecuencia;
p: pares de polos
Ns: velocidad sincrónica
P: cantidad de polos

Supongamos queen el espacio afectado por el campo rotante, colocamos un conductor rectangular cerrado sobre sí mismo, o sea, eléctricamente en cortocircuito y vinculado mecánicamente a un eje coincidente con el eje del estator. En la figura 1 hemos dibujado este conjunto y al campo rotante lo hemos representado por medio de algunas de sus líneas.
[pic]
Figura 1. Espira en cortocircuito

Dentro del áreaencerrada por esta espira en corto circuito, el flujo magnético estará variando a causa de que el campo giratorio cambia constantemente de dirección. Esta variación de flujo ocasiona una fuerza electromotriz inducida, y como la espira constituye un circuito cerrado, se forma una corriente. El sentido de esa corriente inducida se determina fácilmente recordando la regla de la mano derecha, teniendo encuenta los sentidos relativos del movimiento. Por ejemplo, si tomamos el tramo AB de la espira y consideramos por el momento a la espira quieta, el campo tiene líneas que van de izquierda a derecha en el dibujo. Esto equivale a que, si el campo estuviese quieto, el conductor se movería respecto a él, de derecha a izquierda. Considerándolo así, y acordándonos de los sentidos, como el campo va dearriba hacia abajo, y el conductor de derecha a izquierda, la fuerza electromotriz inducida se produce de atrás hacia delante, hacia el observador. En el tramo inferior CD de la espira, como el sentido de movimiento relativo es opuesto, las cosas ocurren al revés. En los tramos AC y DB no hay fuerza electromotriz inducida, porque esos trozaos no “cortan” líneas de campo, y se mueven en un planoconcordante con las líneas. Como el circuito es cerrado, las fuerzas electromotrices producidas en los dos lados activos se suman, y producen una corriente cuyo sentido se ha indicado en el dibujo con “i”, concordante con “e”. Si ahora pensamos que esos dos conductores, los AB y CD están dentro de un campo magnético (el del campo rotante), debemos tener en cuenta la aparición de sendas fuerzas, cuyo sentido se determina fácilmente con la ayuda de la regla de la mano izquierda. En la figura 1 se puede apreciar la aparición de la cupla. Es importante mostrar que la cupla formada tiende a llevar la espira en la misma dirección de gira que el campo rotante. Vale decir, hay una tendencia de la espira a acompañar al campo, asunto que tiene perfecta explicación desde el punto de vistafísico,. Al producirse una variación del flujo dentro de la bobina, por inercia, la espira tiende a conservar su estado, es decir, a girar para evitar la variación de flujo. Por el principio de acción y reacción, la espira a tender a girar, tiende a conservar su configuración de carácter eletromagnética inicial. Este esquema, de la figura 1 sirve para comprender el principio de funcionamiento del motorasincrónico con rotor en corto circuito.

En la figura 2 se muestran los mismos efectos, con un rotor de construcción diferente.
La espira del caso anterior ahora abierta y sus terminales llegan a dos anillos rozantes como lo de un alternador. Desde las escobillas parten conductores que vinculan a la espira con un resistor variable. Con esta espira ocurre exactamente lo mismo que en el caso...