Diferencia entre revisiones de «Motor asincrónico»

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Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo [[conductor]] por el que circula una [[corriente eléctrica]], inmerso en un campo magnético experimenta una [[fuerza]] que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión.
 
Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo [[conductor]] por el que circula una [[corriente eléctrica]], inmerso en un campo magnético experimenta una [[fuerza]] que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión.
 
El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se genera una [[fuerza electromotriz]] de inducción.
 
El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se genera una [[fuerza electromotriz]] de inducción.
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#Circuito magnético: La parte fija del circuito magnético ([[estator]]) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que lo envuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estátor van dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente.
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#Circuito magnético: La parte fija del circuito magnético ([[estator]]) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que lo envuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estátor van dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente. En el interior del [[Estator|estátor]] va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente. El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posible.
En el interior del [[Estator|estátor]] va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente. El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posible.
 
 
#Circuitos eléctricos: Los dos circuitos eléctricos  van situados uno en las ranuras del [[Estator|estátor]] (primario) y otro en las del rotor (secundario), que esta cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la maquina directamente o mediante [[reóstatos]]; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el [[motor jaula de ardilla]].
 
#Circuitos eléctricos: Los dos circuitos eléctricos  van situados uno en las ranuras del [[Estator|estátor]] (primario) y otro en las del rotor (secundario), que esta cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la maquina directamente o mediante [[reóstatos]]; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el [[motor jaula de ardilla]].
  

Revisión del 10:07 5 dic 2013

Motor Asincrónico
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Motor Asincrónico.jpg
Los motores asincrónicos . o de inducción son un tipo de motores eléctricos de corriente alterna. El motor asincrónico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: de jaula de ardilla o bobinado, y un estátor, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º. Según el Teorema de Ferraris, cuando por estas bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo magnético variable va a inducir una tensión en el rotor según la Ley de inducción de Faraday.

Entonces se da el efecto Laplace (ó efecto motor): todo conductor por el que circula una corriente eléctrica, inmerso en un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday (ó efecto generador): en todo conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión. El campo magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se genera una fuerza electromotriz de inducción. La acción mutua del campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichos conductores del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. La diferencia entre las velocidades del rotor y el campo magnético se denomina deslizamiento.

Constitucion de un motor asincrónico

  1. Circuito magnético: La parte fija del circuito magnético (estator) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que lo envuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estátor van dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente. En el interior del estátor va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente. El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posible.
  2. Circuitos eléctricos: Los dos circuitos eléctricos van situados uno en las ranuras del estátor (primario) y otro en las del rotor (secundario), que esta cortocircuitado. El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la maquina directamente o mediante reóstatos; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla.

Partes del motor Asincrónico

  1. Rotor: en este encontraremos dos tipos bobinado y Jaula de ardilla
  2. Bobinado: los devanado del rotor son similares al estator con el que esta asociado. El numero de fases del rotor no tiene porque ser el mismo que el del estator, lo que si tiene que ser igual es el numero de polos. Los devanados del rotor están conectados a anillos colectores montados sobre el mismo eje.
  3. Jaula de ardilla: los conductores del rotor están igualmente distribuido por la periferia del rotor. Los extremos de estos conductores están cortocircuitados, por tanto no hay posibilidad de conexión del devanado del motor con el exterior. La posición inclinada de las ranuras mejora las propiedades de arranque y disminuyen el ruido.

Principios de funcionamiento de las máquinas asíncronas.

Las máquinas asíncronas, de las que sólo existen motores puesto que los generadores son siempre sincrónicos, son aquellas en las cuales la velocidad de rotación n puede ser diferente que la síncrona ns, siendo ésta última la velocidad con la que gira el campo magnético dentro de la cavidad en la que se aloja el rotor. El motor asíncrono, o de inducción, funciona precisamente gracias a las corrientes inducidas sobre el rotor por ese campo magnético giratorio. Para ver esto, imaginemos que en el centro de la cavidad del motor tenemos una espira en cortocircuito y que en ese instante el campo magnético tiene la dirección y el sentido. Dado que, a los efectos del flujo, el campo magnético está dirigido hacia abajo y aumentando según transcurre el tiempo, las leyes de la inducción de Faraday y Lenz, nos dicen que sobre la espira se inducirá una f.e.m., que a su vez dará origen a una corriente eléctrica . En estas condiciones, si aplicamos la regla de mano izquierda podemos deducir que sobre la espira aparecerá un par de fuerzas que provocará que ésta gire en el mismo sentido que el campo magnético. Obviamente, cuando la bobina adquiera una cierta velocidad de rotación, la f.e.m. y por lo tanto la corriente inducida disminuirá. Esto es así porque la velocidad con la que varía el flujo magnético con respecto a la bobina habrá disminuido en la misma proporción. Por otra parte, esto significa que la velocidad de rotación del rotor se podrá acercarse a ns pero siempre será menor que ella. En cualquier caso, podemos perfectamente imaginar un motor eléctrico construido a partir de un rotor que contiene espiras en cortocircuito que giran atraídas por el campo giratorio de las bobinas estatóricas. De hecho, basado en este principio se construye el motor llamado de jaula de ardillas, en donde las espiras en cortocircuito están formadas por un conjunto de varillas de cobre unidas en sus extremos a dos anillos también de cobre.

Pérdida de potencia en motores asíncronos y Analisis de Placa

Pérdidas de Potencia

El motor asíncrono, como cualquier motor eléctrico, convierte energía eléctrica en La energía eléctrica consumida por el motor es la energía absorbida Pabs, mientras que la entregada es la potencia útil Pu. La eficiencia o rendimiento del motor (h) se define como la relación entre la potencia útil y la absorbida, n = Pu/Pabs. La energía útil es normalmente un dato del motor y en general se expresa en CV o HP. Mientras que la absorbida se puede obtener a partir de n, o de la tensión, la corriente y el desfase. La potencia que no se convierte en útil, se pierde por distintas causas. Partiendo de la potencia de entrada o absorbida, una parte se pierde en la resistencia del bobinado estatórico y se la representa por PCu1. Lo que queda: Pem= Pabs - PCu1 recibe el nombre de potencia electromagnética. La siguiente pérdida se produce en los conductores de la jaula de ardilla o el bobinado rotórico PCu2. La potencia resultante Pme = Pem - PCu2 se denomina potencia mecánica . A diferencia de PCu1, PCu2 puede ser calculada usando la fórmula PCu2= dPem donde d es el deslizamiento del motor. Queda por último una forma de pérdida de potencia más, la llamada potencia de rotación Prot, que se relaciona con el rozamiento de los cojinetes y el ventilador que normalmente está unido al eje para su propia refrigeración. De modo que finalmente nos queda Pu = Pme - Prot. Cuando un motor funciona sin carga, es decir en vacío, la potencia que consume en esta circunstancia es aproximadamente igual a la de rotación: Pabs(vac) = Pvac = Prot.

Análisis de Placa

Todos los motores deben llevar una placa sobre la cual se describen sus características más importantes. Entre otras, allí aparecen:

  • La potencia útil del motor, en W, CV o HP.
  • La velocidad de rotación nominal (n),
  • Las tensiones a las que puede trabajar el motor, y las corrientes de líneas correspondientes.
  • El factor de potencia.

Arranque de un motor asincrono

  • Arranque Directo:Se aplica a aquellos motores de una potencia nominal menor de 5KW (6.8 C.V.), aunque en la práctica sólo se aplica para motores de potencia nominal menor de 5C.V.
  • Arranque Estrella - Triangulo: El arranque estrella/triángulo (U/D) es la forma más económica de arranque, pero sus prestaciones son limitadas. Las limitaciones más significativas son:
  1. No hay control sobre el nivel de reducción de la corriente ni del par.
  2. Se producen importantes cambios de la corriente y del par debido a la transición estrella/triángulo. Esto aumenta el stress mecánico y eléctrico y puede producir averías. Los cambios se producen debido a que el motor está en movimiento y al desconectarse la alimentación hace que el motor actúe como un generador con tensión de salida, que puede ser de la misma amplitud que la de red . Esta tensión está aún presente cuando se reconecta el motor en delta (D). El resultado es una corriente de hasta dos veces la corriente LRC y hasta cuatro veces el par LRT.
  • Arranque por Autotransformador: El autotransformador de arranque es un dispositivo similar al estrella-triángulo, salvo por el hecho de que la tensión reducida en el arranque se logra mediante bobinas auxiliares que permiten aumentar la tensión en forma escalonada, permitiendo un arranque suave.

Su único inconveniente es que las conmutaciones de las etapas se realizan bruscamente, produciendo en algunas ocasiones daños perjudiciales al sistema mecánico o a la máquina accionada. Por ejemplo, desgaste prematuro en los acoplamientos (correas, cadenas, engranajes o embragues de acoplamiento) o en casos extremos roturas por fatiga del eje o rodamientos del motor, producidos por los grandes esfuerzos realizados en el momento del arranque.

  • Arranque por Resistencia Estatórica: Consiste en reducir la tensión que producen unas resistencias conectadas en serie con el estator. Este sistema tiene el inconveniente de que consigue disminuir la corriente en función lineal de la caída de tensión producida. Sin embargo, el par queda disminuido con el cuadrado de la caída de tensión, por lo que su aplicación, se ve 1imitada a motores en 1os que el momento de arranque resistente, sea baja. Tienen una serie de características que reducen su efectividad. Algunas de éstas son:
  1. Dificultad de optimizar el rendimiento del arranque cuando está en servicio porque el valor de resistencia se tiene que calcular cuando se realiza el arranque y es difícil cambiarlo después.
  2. Bajo rendimiento en situaciones de arranque frecuente debido a que el valor de las resistencias cambia a medida que se va generando calor en ellas durante un arranque. Necesita largos períodos de refrigeración entre arranques.
  3. Bajo rendimiento en arranques con cargas pesadas o en arranques de larga duración debido a la temperatura en las resistencias.
  4. No realiza un arranque con reducción de tensión efectivo cuando se trata de cargas en las que las necesidades de arranque varían.
  • Arranque por Resistencia Rotórica: Este método de arranque sólo se puede aplicar a motores de rotor devanado. Como se comprueba fácilmente, al introducir una resistencia adicional en el devanado del rotor, se disminuye la corriente de arranque con relación a la corriente absorbida por el método de arranque directo.

PROCEDIMIENTO: inicialmente introducir una resistencia adicional que haga que el par de arranque sea el máximo. Posteriormente, ir reduciendo la resistencia adicional hasta cero.

Este método presenta los siguientes inconvenientes:

  1. El motor se deja de alimentar durante el cambio de una tensión a otra.
  2. Aumenta el tiempo de arranque
  3. Es un método caro puesto que los motores de rotor devanado son más caros que los de jaula de ardilla.
  4. Aumentan las pérdidas debido a la potencia disipada en la resistencia adicional.

Tipos y usos

El motor asíncrono trifásico puede ser:

  • Con rotor bobinado, llamado también de anillos, o bien
  • Con rotor en cortocircuito, o más conocido como rotor de jaula de ardilla.

La diferencia principal entre los dos tipos reside en la estructura del rotor; para ser más precisos, en el primer tipo el rotor está constituido por varios devanados como los del estátor, presenta una estructura más compleja y delicada (escobillas que rozan con el rotor, con la posible interposición de resistencias para el control de la fase de arranque) con necesidad de mantenimiento periódico y dimensiones generales elevadas, mientras que el segundo tipo tiene un rotor constituido por barras cerradas en cortocircuito, por lo que, gracias a una mayor simplicidad constructiva, da origen a un tipo de motor muy simple, robusto y económico. Gracias al desarrollo de la electrónica de control, que permite la regulación de la velocidad de un modo muy simple y eficaz, todas aquellas aplicaciones que priorizaban la utilización de motores sujetos a tener en su propio comportamiento intrínseco la posibilidad de una regulación de la velocidad (motores de corriente continua o motores de anillo) han cedido su puesto a los motores asíncronos, en particular a los de jaula de ardilla, que se utilizan comúnmente para controlar bombas, ventiladores, compresores y muchas otras aplicaciones industriales. ABB produce y comercializa una gama completa de motores de baja tensión, desde los de aplicaciones simples hasta los de aplicaciones más complejas. ABB ofrece siempre la solución más idónea y rentable, proponiendo motores para todo tipo de usos. En referencia a las aplicaciones más comunes, puede identificarse un ámbito de aplicaciones definido como de “uso general” cuyos motores están destinados a las aplicaciones de los OEM o fabricantes de equipos originales y que pueden solicitarse directamente a los distribuidores de todo el mundo. Los motores de esta categoría se caracterizan por una calidad constructiva elevada y tienen como destinatarios preferentes a los fabricantes de ventiladores, bombas, compresores, equipos de elevación, etc. Satisfacen la clase de eficiencia “EFF2” y también están disponibles en la clase de eficiencia “EFF1” si se desea. La gama de motores ABB definida como de “uso general” comprende los siguientes tipos:

  • Motores estándar con carcasa de aluminio de 0,06 a 95 kW
  • Motores estándar con carcasa de acero de 75 a 630 kW
  • Motores estándar con carcasa de fundición de hierro de 0,25 a 250 kW
  • Motores con protección IP23 de 75 a 800 kW
  • Motores de frenado automático de 0,055 a 22 kW
  • Motores monofásicos de 0,065 a 2,2 kW
  • Motores integrados con inversor de 0,37 a 2,2 kW

Los motores ABB están provistos de la marca CE y cumplen con las principales normas internacionales y nacionales del sector (también reconocidas por la Comisión Electrotécnica Internacional, IEC), por ejemplo las normas IEC 60034-1, IEC 60034-2, IEC 60034-8 e IEC 60034-12, referentes a los aspectos de tipo eléctrico, y las normas IEC 60034-5, IEC 60034-6, IEC 60034-7, IEC 60034-9, IEC 60034-14 e IEC 60072, para el sector mecánico.

Véase También

Fuente