Construcción y funcionamiento del motor de inducción trifásico pdf
Tras la introducción del sistema de distribución eléctrica de corriente continua por parte de Edison en Estados Unidos, se inició una transición gradual al sistema de corriente alterna, más económico. El alumbrado funcionaba tan bien con CA como con CC. La transmisión de energía eléctrica cubría distancias más largas con menos pérdidas con la corriente alterna. Sin embargo, los motores eran un problema con la corriente alterna. Al principio, los motores de corriente alterna se construyeron como los de corriente continua, pero surgieron numerosos problemas debido a los campos magnéticos cambiantes.
Charles P. Steinmetz contribuyó a resolver estos problemas con su investigación de las pérdidas por histéresis en las armaduras de hierro. Nikola Tesla imaginó un tipo de motor totalmente nuevo cuando visualizó una turbina giratoria, no accionada por agua o vapor, sino por un campo magnético giratorio. Su nuevo tipo de motor, el motor de inducción de CA, es el caballo de batalla de la industria hasta el día de hoy. Su robustez y sencillez le confieren una larga vida útil, una gran fiabilidad y un bajo mantenimiento. Sin embargo, los pequeños motores de corriente alterna con escobillas, similares a los de corriente continua, persisten en los pequeños electrodomésticos junto con los pequeños motores de inducción de Tesla. Por encima de un caballo de potencia (750 W), el motor Tesla reina.
Construcción de un motor de inducción trifásico
La principal diferencia entre los motores de CA y los de CC es que el campo magnético generado por el estator gira en la caja de CA. Se introducen tres fases eléctricas a través de los terminales, y cada fase da energía a un polo individual del campo. Cuando cada fase alcanza su corriente máxima, el campo magnético en ese polo alcanza un valor máximo. A medida que la corriente disminuye, también lo hace el campo magnético. Dado que cada fase alcanza su máximo en un momento diferente dentro de un ciclo de la corriente, el polo cuyo campo magnético es mayor está cambiando constantemente entre los tres polos, con el efecto de que el campo magnético visto por el rotor está girando. La velocidad de rotación del campo magnético, conocida como velocidad sincrónica, depende de la frecuencia de la alimentación y del número de polos producidos por el devanado del estator. Para una alimentación estándar de 60 Hz, como la utilizada en Estados Unidos, la velocidad sincrónica máxima es de 3.600 rpm.
En el motor de inducción trifásico, los devanados del rotor no están conectados a una fuente de alimentación, sino que son esencialmente circuitos cortos. El tipo más común de bobinado del rotor, el bobinado de jaula de ardilla, tiene un gran parecido con la rueda que se utiliza en las jaulas de los jerbos. Cuando el motor se enciende inicialmente y el rotor está parado, los conductores del rotor experimentan un campo magnético cambiante que pasa a la velocidad de sincronización. Según la ley de Faraday, esta situación da lugar a la inducción de corrientes alrededor de los bobinados del rotor; la magnitud de esta corriente depende de la impedancia de los bobinados del rotor. Dado que ahora se cumplen las condiciones para la acción del motor, es decir, que los conductores portadores de corriente se encuentran en un campo magnético, el rotor experimenta un par y comienza a girar. El rotor nunca puede girar a la velocidad sincrónica porque no habría movimiento relativo entre el campo magnético y los devanados del rotor y no se podría inducir corriente. El motor de inducción tiene un elevado par de arranque.
Principio de funcionamiento del motor de inducción pdf
Los motores de inducción son los más utilizados en muchas aplicaciones. También se denominan motores asíncronos, porque un motor de inducción siempre funciona a una velocidad inferior a la velocidad síncrona. La velocidad sincrónica es la velocidad del campo magnético giratorio en el estator.
El rotor trata de alcanzar la velocidad sincrónica del campo del estator y, por lo tanto, gira. Pero en la práctica, el rotor nunca consigue alcanzarla. Si el rotor alcanza la velocidad del estator, no habrá ninguna velocidad relativa entre el flujo del estator y el rotor, por lo que no habrá corriente inducida en el rotor ni producción de par para mantener la rotación. Sin embargo, esto no detendrá el motor, el rotor se ralentizará debido a la pérdida de par, el par se ejercerá de nuevo debido a la velocidad relativa. Por ello, el rotor gira a una velocidad siempre inferior a la velocidad de sincronización.
Diagrama del motor de inducción trifásico
Motor de inducción trifásico totalmente cerrado y refrigerado por ventilador (TEFC) con la cubierta final a la izquierda, y sin la cubierta final para mostrar el ventilador de refrigeración a la derecha. En los motores TEFC, las pérdidas de calor en el interior se disipan indirectamente a través de las aletas de la carcasa, principalmente por convección forzada del aire.
Vista en corte del estator de un motor de inducción TEFC, mostrando el rotor con aletas de circulación de aire internas. Muchos de estos motores tienen un inducido simétrico, y el bastidor puede invertirse para colocar la caja de conexiones eléctricas (no mostrada) en el lado opuesto.
Un motor de inducción o asíncrono es un motor eléctrico de corriente alterna en el que la corriente eléctrica en el rotor necesaria para producir el par se obtiene por inducción electromagnética a partir del campo magnético del devanado del estator[1] Por lo tanto, un motor de inducción puede fabricarse sin conexiones eléctricas al rotor[a] El rotor de un motor de inducción puede ser de tipo bobinado o de tipo jaula de ardilla.
Los motores de inducción trifásicos de jaula de ardilla se utilizan ampliamente como accionamientos industriales porque son autoarrancables, fiables y económicos. Los motores de inducción monofásicos se utilizan mucho para cargas más pequeñas, como los electrodomésticos, por ejemplo, los ventiladores. Aunque tradicionalmente se han utilizado en servicio de velocidad fija, los motores de inducción se utilizan cada vez más con accionamientos de frecuencia variable (VFD) en servicio de velocidad variable. Los VFD ofrecen oportunidades de ahorro energético especialmente importantes para los motores de inducción existentes y futuros en aplicaciones de carga de ventiladores centrífugos, bombas y compresores de par variable. Los motores de inducción de jaula de ardilla se utilizan mucho tanto en aplicaciones de velocidad fija como de variadores de frecuencia.