CLASIFICACIÓN DE MOTORES:

Motores eléctricos:

Motores ACMotores DC

Motores AC:

1- Monofásicos (Potencias relativamente pequeñas).2- Bifásicos (Componentes de control de lazo cerrado)3- Trifásicos (Muchas aplicaciones).

Motores AC trifásicos:

1- Asincrónicos (inducción).2- Sincrónicos

Motores asincrónicos:

1- Rotor tipo jaula de ardilla (corto-circuito)2- Rotor bobinado o de anillos

Maquina sincrónica(M/G):

1- Rotor liso o cilíndrico2- Rotor de polos salientes

Simbología:

NEMA IEC

Motor trifásicode inducción

rotor jaula de ardilla

Motor trifásicode inducción

rotor bobinado o de anillos

Máquina sincrónica trifásica (M/G)

CONEXIONES

1º Motor de 6 terminales: Una bobina por fase.

Conexión estrella ( ): 380v Conexión triángulo(Δ): 220V

2º Motor de 12 terminales: dos bobinas por fase

Conexión triángulo paralelo (ΔΔ): 220V Conexión triángulo serie (Δ): 440V

Conexión estrella paralelo( ): 380V

Conexión estrella serie ( ): 760V3º Motor de 9 terminales: Dos bobinas por fase.

Conexión estrella serie ( ): 440V

Conexión estrella paralelo ( ): 220V

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR TRIFASICO DE INDUCCIÓN. (ROTOR JAULA DE ARDILLA

1ª Ley de la inducción electromagnética de FARADAY:

Relativa a la tensión inducida (E) en un conductor por la acción de corte de líneas de fuerza de un campo magnético. (CAMPO MAGNÉTICO ROTANTE).

Aplicación de la regla de los tres dedos de la mano derecha, para determinar el sentido de circulación de (E).

2ª Ley de OHM.

Relativa a la corriente inducida, que circula por las barras del rotor (IR).

3ª Ley de LAPLACE:

Relativa a la fuerza inducida en un conductor eléctrico, que transporta corriente (IR) y está dentro de la acción de un campo magnético.

Aplicación de la regla de los tres dedos de la mano izquierda, para determinar la aplicación de la fuerza inducida. (F).

4ª Par motor (electromagnético).

Remplazando la ecuación de la fuerza:

B=(Φ/A) ; α = 90º Movimiento rotativo.

Φ = WeberIR = Amper.

CIRCUITO EQUIVALENTE

Circuito equivalente de una máquina de inducción

R1 = resistencia del estator por faseR2 = resistencia del rotor por fase

X1 = reactancia del estator por faseX2 = reactancia del rotor por faseXm = reactancia de magnetización (mutua)RC = resistencia equivalente de las pérdidas del núcleoES = voltaje por fase inducido en los devanados del estatorER = voltaje por fase inducido en los devanados del rotorI1= corriente absorbida por fase en el estatorI2= corriente de carga del rotor referida al estatorI0 = corriente de excitación o de vacíoIC = corriente equivalente de las pérdidas en el hierroIm = corriente magnetizanteR2 /S = resistencia función deslizamiento para tomar en cuenta

la carga mecánica aplicada al eje, más las pérdidas del Cu del rotor

- Determine las siguientes cantidades para un motor de inducción, por medio del uso del modelo para circuitos de la figura adjunta:

1. Velocidad2. Corriente del estator3. Factor de potencia4. Par de salida

Solución:

Cantidades conocidas: los valores nominales del motor, los parámetros del circuito.

Encuentre: n; ωm; Iss; fp; T.; fp; T.

Esquemas, diagramas, circuitos y datos suministrados : los valores nominales del motor: 460 V; 60 Hz; cuatro polos; s = 0.022; P = 14Hp.RS = 0.641 Ω; R2 = 0.332 Ω; XS = 0.464 Ω; Xm = 26.3 Ω.

Supuestos: se usa el análisis por fase. Se pueden despreciar las pérdidas del núcleo (Rc=0).

Análisis:1. El circuito equivalente por fase se presenta en la figura. La velocidad de sincronismo es:

o

La velocidad mecánica del rotor es

O

2. La impedancia reflejada del rotor de acuerdo con los parámetros del circuito por fase es:

La magnetización combinada más la impedancia del rotor es, por lo tanto, igual a:

Y la impedancia total es:

Finalmente, la corriente del estator está dada por:

3. El factor de potencia es fp = cos 33.6º = 0.833 en atraso4. La potencia de salida, Psal, es : Psal= 14 Hp*746 W/hp = 10.444kW y el par de salida es:

DIAGRAMA DE FLUJO DE POTENCIA DE UN MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN

Potencia transferida a través del entrehierro (potencia de entrada al rotor)

Pérdida en el núcleoy en el cobre del

estator

Potencia eléctrica de entrada

Diagrama de flujo de potencia: Exposición y expresiones matemáticas.

TAREAS:

EJEMPLO 1:

Un motor de inducción toma 25 A de una línea trifásica de 460 V. con un factor de potencia de 0.85 (atraso). Las pérdidas en el cobre del estator son PCU1 = 1000 W, y en el cobre del rotor PCU2 = 500 W, las pérdidas por rotación Prot = 250 W, las pérdidas en el núcleo son Pnucl = 800 W, y las pérdidas suplementarias PLL = 200 W.

Calcule: a) La potencia en el entrehierro Pg

b) La potencia mecánica desarrollada PM

c) La potencia de salida en HP Po

Pérdidas en el cobre del rotorPotencia mecánica desarrollada

Pérdidas mecánicas Pérdidas mecánicas de salida

d) La eficiencia del motor η

EJEMPLO 2:

Si en el ejemplo del problema anterior, la frecuencia es de 60 Hz y el motor tiene cuatro polos, determinar:

a) El deslizamiento (s)b) La velocidad de operación (N)c) El par electromagnético interno (T)d) El par neto o de salida (T0)

EJEMPLO 3:

Un motor trifásico de inducción de 208 vol, 10 Hp, cuatro polos y 60 Hz, conexión estrella, tiene un deslizamiento del 5 % a plena carga.

a) cual es la velocidad sincrónica del motor.b) Cual es la velocidad del rotor con carga nominalc) Cual es la frecuencia del rotor con carga nominald) Cual es el par en el eje del motor con caga nominal

EJEMPLO 4:

Un motor de inducción trifásico de 5 Hp, 220 vol, y 4 polos, fue probado y se obtuvieron los siguientes datos:

Prueba de vacío: Prueba de carga:V0 = 220 vol. VC = 220 vol.P0 = 310 W. P0 = 3650 W.I0 = 6.2 A. IC = 11.3 A

NC = 1710 rpm

Resistencia efectiva del estator por fase = 0.3 Ω.

Calcule:

a) Pérdidas en el hierrob) Pérdidas en el cobre del estator bajo cargac) Potencia de entrada el rotord) Pérdidas en el cobre del rotore) Potencia en el eje en (Hp)f) Par desarrollado en el ejeg) Rendimientoh) Factor de potencia del motor en dichas condiciones de carga

EJEMPLO 5:

Se requiere que un compresor arranque y pare según baje y suba la presión de un sistema, pero por otra parte, se desea que cuando falle el voltaje de la red alimentadora, sea necesario pulsar un botón de arranque, asimismo, se desea que para dejarlo parado aunque baje la presión, se pulse un botón de parada y quede totalmente bloqueada la operación.

a) Especifique los automatismos requeridos.b) Dibuje el diagrama elemental de potencia y control del sistema pedido