ÍNDICE 1 INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS ASÍNCRONAS DE INDUCCIÓN ...................... ...................... 2
DE ROTOR DE JAULA DE 2 MOTORES ARDILLA ...................... ................................. ....................... ........................ .............. .. 4 DE ROTOR DE ANILLOS 3 MOTORES ROZANTES ....................... .................................. ....................... ...................... .......... 5 CONEXI XIÓN ÓN DE LOS BOBI BOBIN NADOS ADOS DE UN MOTO MOTOR R 4 CONE ELÉCTRICO TRIFÁSICO ......... 6 ERÍSITCAS DE UN 5 PLACA DE CARACTERÍ TRIFÁSICO .................................... 8
MOTOR
6 SIST SISTEM EMAS AS DE DE ARRA ARRANQ NQUE UE DE LOS MOTO MOTORE RES S TRIFÁSICOS ........................ ! 1 MOTOR
TRIFÁSICO EN ARRANQUE DIRECTO ............................................ .................................................................. ................................ .......... ..... !
2 ARRANQUE
MOTOR
3 ARRANQUE
ROTOR
ESTRELLA"TRIÁN#ULO DE UN TRIFÁSICO TRIFÁSICO ........................................... ...................................................... ...........
DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE BOBINADO ......................................... ...................................................... ............. 4
4 ARRANQUE
DE UN MOTOR TRIFÁSICO POR AUTOTRANSFORMADOR. AUTOTRANSFORMADOR. ......................................... ......................................... 5
5 ARRANQ ARRANQUE UE DE UN MOTOR MOTOR TRIF TRIFÁSICO ÁSICO POR RESIST RESISTENC ENCIAS IAS ESTATÓRICAS. .................................... 6
TROL DE $ELO ELOCIDAD EN LOS 7 CONTRO ASÍNCRONOS. ............................ ............................ %
MOTORES
1 CON ONT TROL DE $EL $ELOCID OCIDA AD MED MEDIAN IANTE EL CAMBIO MBIO DEL N&MERO DE POLOS POLOS DE LA MÁQUINA. ....... 8
2 CONTROL
DE $ELOCIDAD POR CAMBIO DE FRECUENCIA................................. FRECUENCIA....................................................... .............................. ........ 8
3 CONTROL
DE $ELOCIDAD POR MODIFICACIÓN DESLIZAMIENTO ............................................ ............................................ 2!
8.BALANCE DE POTENCIAS EN UN MOTOR
DEL
'.CUR$AS CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR ASÍNCRONO. .................................. 22 !.MOTOR MONOFÁSICO MONOFÁSICO DE FASE PARTIDA ............................................................. 2(
1. INTRODUCCIÓN A LAS MÁQUINAS ASÍNCRONAS DE INDUCCIÓN
Dado que Dado que la mayor mayoría ía de las las máqu máquin inas as util utiliz izad adas as en la industria están movidas por motores asíncronos alimentados por corriente alterna trifásica, en este apartado daremos unas ideas muy generales y básicas de este tipo de motores.
Como toda maquina eléctrica, los motores asíncronos constan tan de dos parte rtes fundamentales y distintas: • El estat!." Es la parte fia del motor. Está constituido por una carcasa en la que está fiada una corona de c!apas de acero al silicio provistas de unas ranuras. "os bobinados de secci#n apropiada están dispuestos en dic!as ranuras formando las bobinas que se dispondrán en tantos circuitos como fases tenga la red a la que se conectará la máquina. •
El !t!.$ Es la parte m#vil del motor. Esta situado en el interior del estator y consiste en un n%cleo de c!apas de acero al silicio apiladas que forman un cilindro, en el interior del cual se dispone un bobinado eléctrico. "os tipos más utilizados son o Rt! #e $a%la #e a!#&lla o Rt! ''&(a#.
& este tipo de motores se les denomina motores de inducci#n debido a que su funcio funcionam namien iento to se basa basa en la intera interacci cci#n #n de campo camposs magné magnétic ticos os produc producido idoss por corrientes eléctricas. En el caso de los motores a los los que !ace referencia referencia estas notas, las corrientes que circulan por el rotor son producidas por el fen#meno de inducci#n electromagnética, conocido com%nmente como ley de 'araday, 'araday, que establece que si una espira es atravesada por un campo magnético variable en el tiempo se establece entre sus e(tremos una diferencia de potencial dado por la e(presi#n: d e dt
de donde: e = Diferencia de potencial potencial inducida en la espira en voltios Weber ber = Flujo que corta a la espira en We t = Tiempo en segundos
El signo menos de la ecuaci#n es una e(presi#n de la ley de "enz. Esta establece que la polaridad del voltae inducido en la bobina es tal que si sus e(tremos se pusieran en cortocircuito, produciría una corriente corriente que causaría un fluo fluo para oponerse al cambio de fluo original. )uesto que el voltae inducido se opone al cambio que lo causa, se incluye el signo menos en la ecuaci#n. *i se distribuye espacialmente espacialmente alrededor del estator estator de un motor los bobinados de un sistema de tensiones trifásicos decaladas +- se genera un campo magnético giratorio /ya estudiado en el primer trimestre0. "a velocidad de giro de este campo magnético, #e()&(a#a *el+&#a# #e s&(+!(&s) , viene dada por la e(presi#n:
6,- f n p
de donde: n = Velocidad de giro del campo magnético en r.p.m f = Frecuencia de la corriente eléctrica de alimentación de la máquina p = !mero de pares de polos magnéticos establecidos en el bobinado del estator
Campo magnético giratorio creado por una corriente trifásica alterna
De este modo tendremos que las velocidades de sincronismo normalizadas en nuestro país para las máquinas eléctricas serían:
N /a!es #e /ls p1 p13 p15 . .
!./.). #el +a)/ )a0(t&+ n12--- r.p.m n1+4-- r.p.m n14-- r.p.m . .
En los motores eléctricos, la velocidad de giro del rotor es ligeramente inferior a la velocidad de giro del campo magnético del estator, debido a la fricci#n del rotor en los
coinetes, rozamiento con el aire y a la carga acoplada al ee del rotor, por tal motivo se les conoce a estos motores con el nombre de )t!es as(+!(s 6al y como se acaba de indicar, la velocidad de giro del rotor es ligeramente inferior a la velocidad de sincronismo, a ésta diferencia se le da el nombre de #esl&a)&e(t que se e(presa Desl&a)&e(t a'sl%t Desl&a)&e(t generalmente !elat&* n1n2 en sn1n2 tanto por s8 -1,, ciento, referido a la velocidad de n1 sincronismo. *e designa por la letra 7s , y viene dado por la e(presi#n: de donde s =desli"amiento# n$= velocidad de sincronismo# n%= velocidad de giro del rotor
"a frecuencia a que están sometidos los conductores del rotor es !s- /f 1frecuencia en 8z de la red eléctrica de alimentaci#n al motor0 2. MOTORES DE ROTOR DE AULA DE ARDILLA
El motor de rotor de aula de ardilla, también llamado de rotor en cortocircuito, es el más sencillo y el más utilizado actualmente. En n%cleo del rotor esta construido de c!apas estampadas de acero al silicio en el interior de las cuales se disponen unas barras, generalmente de aluminio moldeado a presi#n. "as barras del devanado van conectadas a unos anillos conductores denominados anillos e(tremos. El bobinado así dispuesto tiene forma de aula de ardilla.
"as ranuras del rotor y suelen !acerse oblicuas respecto al ee para evitar así puntos muertos en la inducci#n electromagnética. 9n inconveniente de los motores con rotor de aula de ardilla es que en el arranque absorbe una corriente muy intensa /de 3 a veces la nominal o asignada0, y lo !ace además con un bao factor de potencia, y a pesar de ello, el par de arranque suele ser bao. "a baa resistencia del rotor !ace que los motores de aula de ardilla tengan e(celentes características para marc!as a velocidad constante. 8asta !ace unos cuantos a;os /década de los <-0, un inconveniente de los motores con rotor de aula de ardilla era que su velocidad no era regulable, pero actualmente con los variadores de velocidad electr#nicos se puede conseguir un control perfecto de la práctica totalidad de parámetros del motor, entre los que destacan el par, la corriente absorbida y la velocidad de giro. 3. MOTORES DE ROTOR DE ANILLOS RO9ANTES
*on motores asíncronos con un devanado trifásico de cobre dispuesto en las ranuras de rotor, que va conectado a tres anillos metálicos por uno de sus e(tremos, en tanto que, por el otro lado se conectan en estrella. De este modo se puede controlar desde el e(terior la resistencia total del circuito rot#rico, facilitando un control de la velocidad y corriente de arranque con un elevado par de arranque y un meor factor de potencia que con el rotor en aula de ardilla.
4.
CONE:IÓN DE LOS ;O;INADOS DE UN MOTOR EL
Es estator de un motor trifásico suele bobinarse con tres devanados distintos que se corresponden con cada una de las fases a las que !abrá de conectarse en la red eléctrica. 8asta !ace tan s#lo unos a;os la designaci#n de las bobinas era la que se indica en la figura, por lo que es usual encontrar motores y te(tos escrito con esa denominaci#n. DENOMINACIÓN DE LOS TERMINALES O;SOLETA
DENOMINACIÓN DE LOS TERMINALES ACTUAL
*eg%n la forma de conectar las bobinas se pueden obtener dos cone(iones:
"a placa de características de un motor trifásico da el valor má(imo de la tensi#n a que se puede conectar el motor a la red eléctrica. 9n motor conectado en estrella soporta la tensi#n más alta que indica la placa, en tanto que en triángulo la tensi#n má(ima a que se puede conectar es la más baa indicada en dic!a placa de características. Con las corrientes absorbidas ocurre usto lo contrario, correspondiendo la corriente más alta a la cone(i#n triángulo. )ara cambiar el sentido de giro de un motor basta con intercambiar dos de las fases de alimentaci#n.
5. >LACA DE CARACTERÍSITCAS DE UN MOTOR TRI=ÁSICO
El dibuo de la siguiente figura representa un eemplo de una placa de características que corresponde a un motor trifásico. *eguidamente se analiza en detalle los distintos datos y su significado.
+ *e trata de un motor trifásico de corriente alterna a 4- 8z )otencia nominal o asignada en el ee del motor +4 =>. "a potencia en C? de vapor será: 1,,,W 15 kW -
1CV -
1 kW
2, CV
736 W
2 "os bobinados se pueden conectar en estrella !asta una tensi#n má(ima de 2@-?, circulando en ese caso una corriente por cada línea de alimentaci#n de <& 3 En cone(i#n triángulo la tensi#n compuesta entre las fases de alimentaci#n podrá ser má(imo de - ?, en cuyo caso circulará por cada una de las líneas de alimentaci#n 4- & 4 Andica el grado de protecci#n de la carcasa del motor contra agentes e(ternos, atendiendo a la clasificaci#n establecida por la AEC /Comisi#n Electrotécnica Anternacional0, para el caso que nos ocupa: a A)43: Carcasa protegida a prueba de polvo y proyecciones de agua b A)44: Carcasa protegida a prueba de polvo y c!orros de agua 5 Cl ' nos indica la clase del motor en lo que se refiere a la má(ima temperatura de funcionamiento y tipo de aislamiento, en este caso B clase '$ nos indica que puede funcionar !asta una temperatura má(ima de +44C. )or otro lado, el cos 1-,< es el factor de potencia, lo que nos permitirá !acer algunos cálculos básicos: a. )otencia activa absorbida de la red: btendremos los mismos datos operando con los datos de cone(i#n estrella o de triángulo. *upondremos que la tensi#n compuesta /entre fases0 de la línea de alimentaci#n es 2@- ?, por tanto: P
3-V - I -+s 1?732-3@,-2-,? 17.17@ W
b )otencia reactiva de tipo inductivo absorbida: +s ,? 25 5,B 3,?6 sen ,?436 Q
3 -V - I -sen 1?732-3@,-2-,?436 @322 VAr
c Considerando el triángulo de potencias, podemos averiguar la potencia aparente demandada: Q
S
P
S P 2 Q2
P
+s S
S
Q
sen
tag
S
Q
P
1,@7 VA
d. El rendimiento del motor lo podremos obtener de la siguiente forma: 15,,,
Potencia en el eje
Potencia absorbida
,?@7
1717@
?elocidad del rotor con tensi#n, corrientes nominales en carga <+- r.p.m. @ Dado que la frecuencia es 4- 8z, el motor será de polos, siendo su velocidad de sincronismo 2--- r.p.m. Con estos datos podemos calcular el deslizamiento s 12---$<+- 1 <- r.p.m. /típicamente en la práctica estos datos suelen variar un +- del valor dado por el fabricante0. *i deseamos obtener el dato de deslizamiento relativo sería: s8
-1,,
ndeslizamiento , -1,, 38 ns&(cronismo 3,,,
tros datos interesantes que podemos obtener son el par de salida y su relaci#n con la velocidad y potencia del ee. *abemos por conceptos físicos que: T
•
"a potencia es igual al trabao entre el tiempo: P t
•
El trabao es el producto de la fuerza por el espacio:
T F -e
e
•
"a velocidad lineal es: v t
*i operamos con las e(presiones anteriores, obtenemos que la potencia se puede obtener como el producto de la fuerza por la velocidad lineal: T P
F -e P t F -e t P
P F -v
t
)or otro lado, sabemos que: • El momento o par eercido por una fuerza es el producto de la fuerza por la distancia / longitud Bl$0perpendicular al ee de giro: F -l
"a e(presi#n que relaciona la velocidad lineal con la angular viene dada por la f#rmula: v -l donde l es el radio • perando con las e(presiones anteriores tenemos: •
P P F - v
v
l
P - v -- l
F v P
v - l
l P
P -
l F - l F
l
>asa(# la *el+&#a# a(0%la! #e !#s a !./.) !# 1 v!elta 6, s v!eltas ?55 r . p.m s 2 rd 1 )&( 1 - - ?55 )&(!to O'te(&e(# &(al)e(teF M-( > ?55 dondeF P Potencia del motor en el eje en W omento o par desarrollado por el motor en " Velocidad en r . p.m. del rotor
-mn
El momento desarrollado por nuestro motor será por tanto:
P -?55 15,,,-?55 4?2 " .m n 21,
6. SISTEMAS DE DE ARRANQUE DE LOS MOTORES TRI=ÁSICOS 5.+. F6G 6GA'H*AC EI &GG&IJ9E DAGEC6
Como se !a comentado anteriormente, los motores de cortocircuito suelen consumir en
pueden provocar fluctuaciones en la redes eléctricas de distribuci#n, de a!í que para el arranque de motores se utilizan distintos procedimientos para limitar la corriente absorbida en su puesta en marc!a. & título de eemplo se incluye la siguiente figura donde se pueden distinguir los esquemas de fuerza y maniobra del arranque de un motor trifásico, así como sus elementos de mando y protecci#n.
5.. &GG&IJ9E E*6GE""&$6GAHIL9" DE 9I F6G 6GA'H*AC
Con independencia del arranque directo, el arrancador estrella$triángulo es el sistema de arranque más utilizado en los motores asíncronos de inducci#n. Consiste en arrancar el motor con cone(i#n estrella a una tensi#n 3 veces inferior a la que soporta el motor para este tipo de cone(i#n, transcurrido un cierto tiempo, cuando el momento desarrollado por el motor conectado en estrella iguale al momento de la carga / alrededor del @- de la velocidad nominal0 conmutar las cone(iones de bobinas del motor a triángulo. #$plicaci%n t&cnica'
Como se !a indicado anteriormente, el bobinado recibe una tensi#n 3 veces menor que la nominal o asignada a este tipo de cone(i#n, por lo que el par y la intensidad absorbida se !ace 3 veces menor.
*i tenemos en cuenta que en un sistema trifásico conectado en triángulo, la corriente de línea es 3 veces mayor que la de fase y, en el sistema estrella las intensidades de línea es igual que la de fase, se llega a la conclusi#n que la corriente absorbida es también 3 menor en el arranque en estrella. *i prueba así, que la reducci#n de 3 veces por la tensi#n y 3 por la intensidad, da como resultado una reducci#n de 3 M 3 12 veces la corriente absorbida en comparaci#n con el arranque directo. Esta e(plicaci#n se puede demostrar matemáticamente del siguiente modo:
a
b
c
( f
( f
)f
)f I )
(
I f
3-( f
I I f
( ( f I
3 - I f
S!stit!*endoF ( ) f
U
) f I
(
I ) (
Como ) f ) f
U I
(
I
U I
(
I
3
)or otro lado, la relaci#n el momento del motor es proporcional a la tensi#n al cuadrado a que están sometidas las fases del mismo F1=M9 f 2
k -( 2
(
(
( 2
2
k -
k -
3
1
3 k -(
En la siguiente gráfica se pueden apreciar las relaciones entre las corriente de arranque y los momentos en un sistema estrella$triángulo, donde Fi es el momento resistente de la carga en unas condiciones particulares y FiO en otras más favorables
"os esquemas de la automatizaci#n del arranque mediante contactores de un arrancador estrella$triángulo son los que se indican en la siguiente figura.
&unque las características nominales de los contactores y relé térmico se pueden calcular fácilmente, por lo general, se utilizan tablas suministradas por los fabricantes a efectos de elecci#n de este tipo de materiales. 5.2. &GG&IJ9E DE 9I F6G 6GA'H*AC DE G6G PPAI&D
Este tipo de arranque es aplicable a los motores de rotor bobinado con anillos rozantes. Lracias a estos anillos rot#ricos es posible conectar resistencias en serie con las bobinas del rotor de forma que al elevarse su impedancia se disminuya la corriente absorbida en el arranque. & medida que el rotor va adquiriendo velocidad se va disminuyendo la resistencia mediante cortocircuito de las mismas.
Curvas de corriente y par de arranque de un motor de anillos rozantes
*e muestra seguidamente los esquemas de fuerza y maniobra de un arrancador de un motor de rotor bobinado, donde ' representa a un relé térmico temporizado de protecci#n de las resistencias contra ciclos de arranque rápidos.
Con este tipo de arranque se meora el factor de potencia e incluso es posible la velocidad de arranque 4 si el motor está en carga. "a regulaci#n de velocidad se debe a la variaci#n del deslizamiento puesto que al aplicar menos tensi#n a los bobinados del rotor /parte de la tensi#n inducida queda aplicada a las resistencias e(teriores0 aumenta el deslizamiento disminuyendo la velocidad del rotor. Io obstante, este tipo de motor, no se emplea muc!o debido a la posibilidad de avería y producci#n de arcos voltaicos y c!ispas en los anillos rozantes. 5.3. &GG&IJ9E DE 9I F6G 6GA'H*AC )G &966G&I*'GF&DG.
Es un tipo de arranque poco frecuente puesto que suele emplearse en motores muy grandes )K+-- =>. Consiste en alimentar a tensi#n reducida al motor durante el proceso de arranque a través de un autotransformador !asta adquirir la velocidad nominal en que se desconecta el autotransformador del circuito.
*e indican seguidamente los esquemas de fuerza y maniobra del arranque de un motor trifásico por autotransformador, donde '2Q' representan un relé térmico temporizado de protecci#n del autotransformador.
5.4. &GG&IJ9E DE 9I F6G 6GA'H*AC )G GE*A*6EICA&* E*6&6RGAC&*.
El principio consiste en arrancar el motor a una tensi#n reducida mediante la inserci#n en serie con las bobinas del estator unas resistencias. 9na vez estabilizada la velocidad, se eliminan las resistencias y el motor se acopla directamente a la red de alimentaci#n.
Dado que el par desarrollado por el motor es proporcional al cuadrado de la tensi#n, como la corriente durante el proceso de arranque disminuye el par se eleva también se eleva muy rápidamente y más deprisa de c#mo lo !ace en el sistema estrellatriángulo
es apropiado para las máquinas cuyo par crece con la velocidad, como por eemplo los ventiladores.
7. CONTROL DE GELOCIDAD EN LOS MOTORES ASÍNCRONOS.
9no de los grandes problemas de los motores de inducci#n, frente a los de corriente continua, es su mala regulaci#n de velocidad, aunque en la actualidad este problema !a sido resuelto gracias a los variadores electr#nicos de velocidad. Como sabemos la velocidad de rotor de un motor asíncrono se puede e(presar: n1 nr
6,- f s8 n1 p n+1?elocidad de nr H1s8-n1 H1s8sincronismo r.p.m. S nr 11velocidad de rotor r.p.m S s deslizamiento en p 1I de pares de polos de la máquinaS f 1frecuencia de la red eléctrica en 8z
"o que significa que se puede regular la velocidad de un motor asíncrono de inducci#n variando: • El numero de polos de la máquina • "a frecuencia de la red eléctrica de alimentaci#n • El deslizamiento .+. CI6G" DE ?E"CAD&D FEDA&I6E E" C&FPA DE" ITFEG DE )"* DE "& FHJ9AI&.
bservando la f#rmula anterior se puede apreciar que variando en n%mero de pares de polos del motor es posible variar la velocidad de sincronismo. En la práctica para variar
el n%mero de polos del motor se suele disponer distintos bobinados en el estator del motor y conectando uno u otro conseguiremos variar la velocidad. E(iste, no obstante, un tipo de cone(i#n especial denominada cone(i#n Da!lander que mediante un %nico bobinado se consiguen dos velocidades de relaci#n +: mediante el cambio de cone(iones del bobinado. Este tipo de control s#lo se suele emplear en los motores de rotor de aula de ardilla dado que el cambio de polos del estator !a de llevar unido el cambio de polos del rotor, por lo que en los motores de rotor bobinado complicaría llevarlo a la práctica en condiciones econ#micamente rentables.
7.2.
CI6G" DE ?E"CAD&D )G C&FPA DE 'GEC9EICA&
En la actualidad el empleo de sistemas de arranque mediante el control por contactores está quedando en desuso a favor de los arrancadores$variadores de velocidad electr#nicos /convertidores de frecuencia0. Este tipo de dispositivos suministran una tensi#n alterna cuyo valor es regulable, al tiempo que también es posible regular la frecuencia de alimentaci#n al motor, de este modo es posible conseguir un control de velocidad muy efectivo, que permite incluso llevar un motor a una velocidad de sincronismo superior a la nominal o asignada /practica no recomendable0. "a raz#n de variar a la vez frecuencia y tensi#n radica en el !ec!o de conseguir un par constante en todo el régimen de velocidades del motor.
Esquema de cone(i#n de un convertidor de frecuencia.
.2. CI6G" DE ?E"CAD&D )G FDA'AC&CARI DE" DE*"AU&FAEI6
E" deslizamiento de un motor se puede variar modificando la tensi#n de alimentaci#n. *i la tensi#n disminuye, la velocidad de giro del rotor disminuye, y por tanto aumenta el deslizamiento. En la figura de la derec!a, se puede apreciar la característica mecánica F1f/n0 de un motor asíncrono cuando se alimenta a tensi#n nomina ?n o al - de su valor -,?n, donde Fr representa el par resistente.
Como ya se coment# en aparatados anteriores, es posible controlar en parte la velocidad / 40 de un motor con rotor bobinado de anillos rozantes intercalando resistencias en el rotor. En la gráfica se puede apreciar como varia el par en funci#n de la velocidad para este tipo de motores en funci#n de la resistencia conectada.
@.;ALANCE DE >OTENCIAS EN UN MOTOR ASÍNCRONO
"a potencia de una carga polifásica es la suma de las potencias de cada una de sus fases. En una red con tres fases /G,*,60 la potencia de una carga trifásica será P T P + P s P T QT Q + QsQT
En una carga equilibrada, como es el caso de un motor trifásico, podemos poner: donde: 9 1 6ensi#n de línea en P T 3-( - I -+s V?W QT 3-( - I -sen A1 Antensidad de línea en V&W
De la parte de la potencia activa absorbida por la red parte se pierde en la resistencia del bobinado estat#rico, es lo que se conoce como pérdidas en el cobre en el estator: P C!1 3 + f - I 2
Donde Gf es la parte de la resistencia de cada fase en o!mios, A es la corriente de fase en amperios y )Cu+ son las pérdidas totales en el cobre en el estator de un motor trifásico. "a diferencia entre la potencia absorbida por la red y las pérdidas en el cobre del estator, es la potencia que queda para crear el campo magnético: P C P T P C!1
Io toda la potencia entregada para crear el campo magnético se convierte en líneas de inducci#n, puesto que en el circuito magnético se producen las denominadas pérdidas en el !ierro )'e que no es otra cosa que la suma de las pérdidas por !istéresis magnética y corrientes parásitas de 'aucoult. *i llamamos >a a la potencia que realmente atraviesa el entre!ierro del motor, tendremos: Pa Pc P Fe
Como es sabido el rotor está constituido por un bobinado cerrado sobre si mismo que al cortar el fluo se induce una f.e.m. en él y por el que circula una corriente. )ara el caso de un motor trifásico la pérdidas en el cobre del rotor vienen dadas por la e(presi#n: P C!2
3- I 22 - +2
Donde A representa la corriente que circula por cada una de las fases y G la resistencia de cada una de las fases del bobinado rot#rico De este modo la potencia mecánica entregada al rotor es: P m 3 Pa P C!2 'inalmente e(istirán una pérdidas mecánicas por rozamientos, de modo que la potencia realmente %til en el ee del rotor es: P! Pm Pmec
El rendimiento de un motor asíncrono viene dado por la e(presi#n ya conocida: P!
PT
.CURGAS CARACTERÍSTICAS DE UN MOTOR ASÍNCRONO.
&unque ya se !an visto a lo largo del tema varias de las curvas características que determinan el funcionamiento de un motor asíncrono, a continuaci#n se relacionan las más com%nmente utilizadas:
C*+,- -+-/0+1/3- 0 ,03- 79):P*;<
C*+,- -+-/0+1/3- 0 *=. 7I9):P* ;< Con tensión y frecuencia constantes, relaciona la corriente absorbida en función de la potencia útil. Cuando el motor gira en !ac"o #Pu=0 la corrientesuele estar comprendida entre 0,2$ y 0,$ !eces la corriente nominal de funcionamiento.
C*+,- -+-/0+1/3- 0 )-/+ 0 >/03- 7 9):P* ;< Con tensión y frecuencia constantes, relaciona el f.d.p. con la Pu. %& def.d.p. un motor es má'imo cuando traba(a a régimen nominal.
Andica como varia la velocidad en funci#n de la potencia %til manteniendo constantes la tensi#n y la frecuencia.
C%!*a +a!a+te!st&+a #e !e(#&)&e(t JH/%K & tensi#n y frecuencia constantes relaciona el rendimiento con )u
C*+,- -+-/0+1/3- =0?37 M9): ;< ) tensión y frecuencia constantes r elaciona el par motor con la !elocidad de giro del motor. %s la cur!a más importante a efectos de elección de la má*uina
1,.MOTOR MONO=ÁSICO DE =ASE >ARTIDA
9n motor monofásico de fase partida es un motor monofásico de corriente alterna, cuya potencia generalmente no e(cede de +C?. *e emplea para accionar peque;os electrodomésticos como lavadoras, peque;as bombas de presi#n, quemadores de aceites pesados, etc.. + 2 3
En este tipo de motor se distinguen 3 partes principales: "a parte giratoria: el rotor "a parte fia que crea el campo magnético inductor: el estator Dos placas o escudos terminales, suetos a la carcasa del estator mediante tornillos o pernos. 9n interruptor centrífugo
Este tipo de motores se define como:XFotor de inducci#n monofásico provisto de un arrollamiento au(iliar o de arranque desplazado magnéticamente respecto al arrollamiento principal o de trabao y conectados en paralelo entre síX. El obeto del arrollamiento au(iliar es conseguir el arranque del motor, para ello, es preciso que los fluos magnéticos engendrados por los dos arrollamientos del motor estén desplazados en el espacio y en el tiempo. "a primera condici#n se cumple disponiendo geométricamente cada arrollamiento en posici#n adecuada respecto al otro.
"a segunda se logra variando la resistencia y la reactancia del arrollamiento au(iliar. De las cuatro partes principales que constituyen este tipo de motor, podemos indicar que el rotor, es un rotor de aula de ardilla como los que se !an descrito en los apartados anteriores. En cuanto al estator, se compone, al igual que los trifásicos, de una carcasa dentro de la cual se dispone el n%cleo magnético a base de c!apas de acero al silicio para reducir las pérdidas magnéticas. En el n%cleo magnético del estator se disponen los bobinados de arranque y trabao indicados anteriormente. El interruptor centrífugo, es un interruptor especial que se monta en el interior del motor cuya funci#n es desconectar el bobinado de arranque cuando el motor !a alcanzado una velocidad cercana a la nominal /-,@Mn0. Este interruptor está cerrado a motor parado y cuando el rotor alcanza la velocidad predeterminada se desplaza, por la acci#n de la fuerza centrífuga, desconectando el bobinado de arranque. Cuando el motor se para o disminuye su velocidad por debao de la preestablecida el interruptor se vuelve a cerrar.
Despiece de un motor eléctrico monofásico de fase partida con condensador de arranque e interruptor centrífugo.
"a inversi#n de un motor monofásico de fase partida se consigue conmutando las cone(iones del bobinado de arranque respecto del de trabao. & fin de conseguir un meor par motor y variar la reactancia en el arranque a los motores monofásicos de fase partida se les suele incorporar un condensador en serie con el devanado de arranque. Este condensador puede utilizarse %nicamente para el proceso de arranque o bien permanecer conectado permanentemente en cuyo caso ya no se suele incorporar el interruptor centrífugo que actualmente está en desuso. "os siguientes esquemas corresponden a las cone(iones de un motor monofásico de una lavadora automática de los que se utilizan en la actualidad.
