1
Aspectos constructivos: Aspectos constructivos: generalidadesgeneralidades
Aspectos constructivos: Aspectos constructivos: generalidadesgeneralidades
CIRCUITOS CIRCUITOS MAGNÉTICOSMAGNÉTICOSCIRCUITOS CIRCUITOS MAGNÉTICOSMAGNÉTICOS
Conjunto de chapas de Conjunto de chapas de Fe aleado con Si Fe aleado con Si
aisladasaisladas y apiladasy apiladas
Conjunto de chapas de Conjunto de chapas de Fe aleado con Si Fe aleado con Si
aisladasaisladas y apiladasy apiladas
ROTORROTORROTORROTORConjunto de Conjunto de espiras en espiras en
cortocircuitocortocircuito
Conjunto de Conjunto de espiras en espiras en
cortocircuitocortocircuito
De jaula de De jaula de ardillaardilla
De jaula de De jaula de ardillaardilla
BobinadoBobinadoBobinadoBobinadoDe Al De Al
fundidofundidoDe Al De Al
fundidofundido
De barras De barras soldadassoldadasDe barras De barras soldadassoldadas
ESTATORESTATORESTATORESTATORDevanado Devanado trifásico trifásico
distribuido en distribuido en ranuras a 120ºranuras a 120º
Devanado Devanado trifásico trifásico
distribuido en distribuido en ranuras a 120ºranuras a 120º
Aleatorio: de hilo Aleatorio: de hilo esmaltadoesmaltado
Aleatorio: de hilo Aleatorio: de hilo esmaltadoesmaltado
PreformadoPreformadoPreformadoPreformado
2
Aspecto físico : motores de BTAspecto físico : motores de BT
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
3
Aspecto físico: formas Aspecto físico: formas constructivas normalizadasconstructivas normalizadas
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
4
V1 W1
W2 U2 V2
U1
U2
V1
V2
W1
W2
U1
U2
V1
V2
W1
W2
Pletina de cobre
Devanados del motor
U1 V1 W1
W2
U2 V2
Caja de conexiones
Conexión en estrella
Conexión en triángulo
U1
Conexión de los devanadosConexión de los devanados
CajasCajas dede terminalesterminalesCatálogos comercialesCatálogos comerciales
Cabezas deCabezas debobinabobina
RefuerzosRefuerzoscarcasacarcasa
Fijación Fijación cojinetescojinetes
Refuerzos rotorRefuerzos rotor
Núcleo Núcleo magnético rotormagnético rotor
Núcleo Núcleo magnético magnético estatorestator
Despiece de un motor de MTDespiece de un motor de MTCatálogos comercialesCatálogos comerciales
6
Despiece de un motor de BT
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
7
Principio de funcionamientoPrincipio de funcionamiento
EL ESTATOR DE UN MOTOR ASÍNCRONO ESTÁ FORMADO POR ASÍNCRONO ESTÁ FORMADO POR 3 DEVANADOS SEPARADOS EN EL 3 DEVANADOS SEPARADOS EN EL ESPACIO 120º. En la figura se ESPACIO 120º. En la figura se representa sólo una espira de representa sólo una espira de
cada uno de los devanados (RR’, cada uno de los devanados (RR’, SS’, TT’)SS’, TT’)
LOS 3 DEVANADOS ESTÁN LOS 3 DEVANADOS ESTÁN ALIMENTADOS MEDIANTE UN ALIMENTADOS MEDIANTE UN
SISTEMA TRIFÁSICO DE SISTEMA TRIFÁSICO DE TENSIONES. POR TANTO, LAS TENSIONES. POR TANTO, LAS
CORRIENTES QUE CIRCULAN POR CORRIENTES QUE CIRCULAN POR LAS ESPIRAS SON SENOIDALES Y LAS ESPIRAS SON SENOIDALES Y
ESTÁN DESFASADAS 120ºESTÁN DESFASADAS 120º
)t(CosII maxR ⋅⋅= 1ϖϖϖϖ )t(CosII maxR ⋅⋅= 1ϖϖϖϖ)ºt(CosII maxS 1201 −⋅⋅= ϖϖϖϖ )ºt(CosII maxS 1201 −⋅⋅= ϖϖϖϖ)ºt(CosII maxT 1201 +⋅⋅= ϖϖϖϖ )ºt(CosII maxT 1201 +⋅⋅= ϖϖϖϖ
8
Campo magnético giratorioCampo magnético giratorio
9
Principio de funcionamientoPrincipio de funcionamiento
F
Rotor
Estator
αααα
Sucesivas posicionesdel campo
Campogiratorio
Avancedel campo
Rotor
tP
f ⋅⋅ ππππ2
SN
NS
El campo magnético resultante de las tres corrientes de fase es un El campo magnético resultante de las tres corrientes de fase es un campo que gira en el espacio a campo que gira en el espacio a 120*f/P 120*f/P RPMRPM. Donde . Donde PP es el es el
número de polos del estator (depende de la forma de conexión de las número de polos del estator (depende de la forma de conexión de las bobinas que lo forman) y bobinas que lo forman) y ff la frecuencia de alimentación.la frecuencia de alimentación.
Velocidad deVelocidad desincronismosincronismoP
fNS
⋅=120
10
Máquina de inducciónMáquina de inducción
Se le llama máquina de inducción, porque las tensiones y corrientes que aparecen en el rotor son producto de la inducción magnética generada por el campo magnético giratorio del estator.
11
Principio de funcionamiento: Principio de funcionamiento: simulaciónsimulación
T=0.340 s T=0.352 s T=0.370 s
12
Principio de funcionamiento: Principio de funcionamiento: simulaciónsimulación
MOTOR DE 2 MOTOR DE 2 PARES PARES
DE POLOSDE POLOS
MOTOR DE 2 MOTOR DE 2 PARES PARES
DE POLOSDE POLOS
T=1 S T=1,015 S
13
Corrientes inducidasCorrientes inducidas El campo magnético resultante del estator y el rotor cambian continuamente.
El rotor de la jaula de la ardilla se convierte en un electroimán con polos alternados norte y del sur.
14
Motor Motor asíncronoasíncrono
EstatorEstator
RotorRotor
Devanado trifásico a 120º alimentadoDevanado trifásico a 120º alimentadocon sistema trifásico de tensionescon sistema trifásico de tensiones
Espiras en cortocircuitoEspiras en cortocircuito
SistemaSistemaTrifásicoTrifásico
Devanado trifásicoDevanado trifásicoa 120ºa 120º
Campo giratorio 120f/PCampo giratorio 120f/P
FEM inducidaFEM inducidapor el campopor el campo
giratorio en las giratorio en las espiras del rotorespiras del rotor
Espiras en cortoEspiras en cortosometidas a tensiónsometidas a tensión
Circulación deCirculación decorriente por lascorriente por lasespiras del rotorespiras del rotor
Ley de Biot Ley de Biot y Savarty Savart
Fuerza sobre lasFuerza sobre lasespiras del rotorespiras del rotor
Par sobrePar sobreel rotorel rotor
Giro de laGiro de laMáquinaMáquina
Principio de funcionamientoPrincipio de funcionamiento
15
EL MOTOR ASÍNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDAD EL MOTOR ASÍNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDAD INFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN CASO INFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN CASO
CONTRARIO CONTRARIO NO SE INDUCIRÍA FUERZA ELECTROMOTRIZ EN NO SE INDUCIRÍA FUERZA ELECTROMOTRIZ EN EL ROTOR DE LA MÁQUINAEL ROTOR DE LA MÁQUINA Y, POR TANTO, NO HABRÍA PAR Y, POR TANTO, NO HABRÍA PAR
MOTORMOTOR
Principio de funcionamientoPrincipio de funcionamiento
CUANDO TRABAJA EN VACÍO GIRA MUY PRÓXIMO A LA CUANDO TRABAJA EN VACÍO GIRA MUY PRÓXIMO A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL ÚNICO PAR VELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL ÚNICO PAR MOTOR DESARROLLADO POR LA MÁQUINA ES MOTOR DESARROLLADO POR LA MÁQUINA ES EL NECESARIO EL NECESARIO
PARA COMPENSAR LAS PÉRDIDAS PARA COMPENSAR LAS PÉRDIDAS
16
Ventajas de los motores de Ventajas de los motores de induccióninducción
La única alimentación eléctrica que reciben se hace a través de La única alimentación eléctrica que reciben se hace a través de la línea trifásica que alimenta al devanado estatórico. la línea trifásica que alimenta al devanado estatórico. NO HAY NO HAY ESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTESESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTES..
El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistema El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistema aislante.aislante.
Tienen par de arranque.Tienen par de arranque.
No tienen problemas de estabilidad ante variaciones bruscas de No tienen problemas de estabilidad ante variaciones bruscas de la carga.la carga.
VENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS
Aumento delAumento delpar de cargapar de carga
Reducción de laReducción de lavelocidad de girovelocidad de giro
MayorMayorFEMFEM
Mayor corrienteMayor corrienterotorrotor
Mayor Mayor par motorpar motor
EstabilidadEstabilidad
17
Inconvenientes de los motores Inconvenientes de los motores de inducciónde inducción
La corriente de arranque es mucho mayor que la corriente de La corriente de arranque es mucho mayor que la corriente de funcionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En mucho funcionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En mucho casos es necesario disponer procedimientos especiales de casos es necesario disponer procedimientos especiales de limitación de la corriente de arranque.limitación de la corriente de arranque.
La variación de su velocidad implica la variación de la frecuenLa variación de su velocidad implica la variación de la frecuen--cia de la alimentación: es necesario disponer de un convertidor cia de la alimentación: es necesario disponer de un convertidor electrónico que convierta la tensión de red en una tensión de electrónico que convierta la tensión de red en una tensión de frecuencia variable.frecuencia variable.
INCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS
EQUIPOEQUIPORECTIFICADORRECTIFICADORTRIFÁSICOTRIFÁSICO
EQUIPOEQUIPOINVERSORINVERSORTRIFÁSICOTRIFÁSICO
SISTEMASISTEMADEDE
FILTRADOFILTRADO33 FASESFASES5050 HzHz
3 FASES3 FASESf VARIABLEf VARIABLE
BUS DEBUS DECCCC
ONDA ESCALONADAONDA ESCALONADADE f VARIABLEDE f VARIABLE
18
Deslizamiento en las máquinas Deslizamiento en las máquinas asíncronasasíncronas
100⋅−=S
mS(%)Sωωωω
ωωωωωωωω100⋅−=
S
mS(%)Sωωωω
ωωωωωωωωSS
S
mSm N)S(N)
NNN
(N ⋅−=⋅−−= 11 SSS
mSm N)S(N)
NNN
(N ⋅−=⋅−−= 11
Sm )S( ωωωωωωωω ⋅−= 1 Sm )S( ωωωωωωωω ⋅−= 1
Velocidad Velocidad mecánica mecánica del rotordel rotor
mSdes NNN −= mSdes NNN −=
Velocidad de Velocidad de deslizamientodeslizamiento
100100 ⋅−=⋅=S
mS
S
des
NNN
NN
(%)S 100100 ⋅−=⋅=S
mS
S
des
NNN
NN
(%)S
DeslizamientoDeslizamiento
S=0 Velocidad de sincronismoS=0 Velocidad de sincronismoS=1 Rotor paradoS=1 Rotor parado
LOS MOTORES DE INDUCCIÓN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES
MUY BAJOS DE S: S<5%MUY BAJOS DE S: S<5%
LOS MOTORES DE INDUCCIÓN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES
MUY BAJOS DE S: S<5%MUY BAJOS DE S: S<5%
PPff
NNSS⋅⋅==120120
19
Frecuencia en el rotor de las Frecuencia en el rotor de las máquinas asíncronasmáquinas asíncronas
Frecuencia Frecuencia FEM inducidaFEM inducidaen el rotoren el rotor
En el límite:En el límite:SS→→→→→→→→1; N1; Nmm→→→→→→→→ 00
En el límite:En el límite:SS→→→→→→→→0; N0; Nmm→→→→→→→→ NNss
ffrotorrotor →→→→→→→→ ffestatorestator ffrotorrotor→→→→→→→→00
Aumento frecuencia Aumento frecuencia inducida rotorinducida rotor
Disminución frecuencia Disminución frecuencia inducida rotorinducida rotor
> velocidad relativa > velocidad relativa campo respecto rotorcampo respecto rotor
< velocidad relativa < velocidad relativa campo respecto rotorcampo respecto rotor
AumentoAumentovelocidad girovelocidad giro
Reducción Reducción velocidad girovelocidad giro
La misma que la velocidad La misma que la velocidad relativa del campo respecto relativa del campo respecto
al rotor (S)al rotor (S)
20
Frecuencia en el rotor de las Frecuencia en el rotor de las máquinas asíncronasmáquinas asíncronas
GIRO EN GIRO EN VACÍO: VACÍO: NNmm≅≅≅≅≅≅≅≅ NNSS
ffrotorrotor→→→→→→→→00
ROTOR ROTOR BLOQUEADO: BLOQUEADO:
NNmm=0=0ffrotorrotor→→→→→→→→ ffestatorestator estatorrotor fSf ⋅= estatorrotor fSf ⋅=
Para cualquier Para cualquier velocidad entre 0 y Nvelocidad entre 0 y NSS
estatorS
Srotor f
NNmN
f ⋅−= estatorS
Srotor f
NNmN
f ⋅−=PPff
NN estatorestatorSS
⋅⋅==120120
120120
NmNmNNPPff SS
rotorrotor−−⋅⋅==
21
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
[ ] 111 EIjXRU Ss +⋅+= [ ] 111 EIjXRU Ss +⋅+=
Xs Rs
U1 E1
I1
Xs Rs
U1 E1
I1
CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTEDEL ESTATOR PARA DEL ESTATOR PARA
CUALQUIER VELOCIDADCUALQUIER VELOCIDADDE GIRODE GIRO
ALIMENTADO A fALIMENTADO A f11frecuencia de redfrecuencia de redALIMENTADO A fALIMENTADO A f11frecuencia de redfrecuencia de red
ReactanciaReactanciadispersióndispersiónestatorestator
ResistenciaResistenciaestatorestator
ReactanciaReactanciamagnetizante magnetizante
estatorestator
EQUIVALENTEEQUIVALENTEPOR FASEPOR FASE
CIRCUITO EQUIVALENTE CIRCUITO EQUIVALENTE ROTOR CON LA ROTOR CON LA
MÁQUINA BLOQUEADAMÁQUINA BLOQUEADA
ALIMENTADO A fALIMENTADO A f11frecuencia de redfrecuencia de redALIMENTADO A fALIMENTADO A f11frecuencia de redfrecuencia de red
XR RR
E2
IRbloq
XR RR
E2
IRbloqReactanciaReactanciadispersióndispersiónrotorrotor
ResistenciaResistenciarotorrotor
ReactanciaReactanciamagnetizante magnetizante rotorrotor
EQUIVALENTEEQUIVALENTEPOR FASEPOR FASE
CON ROTOR BLOCON ROTOR BLO--QUEADO: QUEADO:
ffrotorrotor=f=festatorestator
CON ROTOR BLOCON ROTOR BLO--QUEADO: QUEADO:
ffrotorrotor=f=festatorestator
[ ] bloqRRR IjXRE ⋅+=2 [ ] bloqRRR IjXRE ⋅+=2
22
LA FEM INDUCIDA LA FEM INDUCIDA EN EL ROTOR ES EN EL ROTOR ES PROPORCIONAL A PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD DEL LA VELOCIDAD DEL CAMPO RESPECTO CAMPO RESPECTO AL ROTOR (S)AL ROTOR (S)
LA FEM INDUCIDA LA FEM INDUCIDA EN EL ROTOR ES EN EL ROTOR ES PROPORCIONAL A PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD DEL LA VELOCIDAD DEL CAMPO RESPECTO CAMPO RESPECTO AL ROTOR (S)AL ROTOR (S)
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
Con el rotor Con el rotor bloqueado se bloqueado se induce induce EELRLR
Con el rotor Con el rotor bloqueado se bloqueado se induce induce EELRLR
En vacío se En vacío se induce induce 00En vacío se En vacío se induce induce 00
A una A una velocidad envelocidad en--tre 0 y Ntre 0 y NS, S, es es
decir a un desdecir a un des--lizamiento Slizamiento S
A una A una velocidad envelocidad en--tre 0 y Ntre 0 y NS, S, es es
decir a un desdecir a un des--lizamiento Slizamiento S
SE SE INDUCE:INDUCE:
S*ES*ELRLR
SE SE INDUCE:INDUCE:
S*ES*ELRLR
La FEM inducida en el rotor para una La FEM inducida en el rotor para una velocidad cualquiera N (corresvelocidad cualquiera N (corres--pondiente a un deslizamiento Spondiente a un deslizamiento S) )
La FEM inducida en el rotor para una La FEM inducida en el rotor para una velocidad cualquiera N (corresvelocidad cualquiera N (corres--pondiente a un deslizamiento Spondiente a un deslizamiento S) )
S*ES*ELRLR
ReactanciaReactanciadispersióndispersiónrotorrotor
ResistenciaResistenciarotorrotor
ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff22=S*f=S*f11ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff22=S*f=S*f11
Circuito equivalente para el Circuito equivalente para el rotor con deslizamiento Srotor con deslizamiento S
LA RESISTENCIA ROTÓRICALA RESISTENCIA ROTÓRICA
RRRR NO VARÍANO VARÍA CON LA CON LA FRECUENCIAFRECUENCIA
Y, POR TANTO, Y, POR TANTO, TAMPOCOTAMPOCO CON CON SS
LA RESISTENCIA ROTÓRICALA RESISTENCIA ROTÓRICA
RRRR NO VARÍANO VARÍA CON LA CON LA FRECUENCIAFRECUENCIA
Y, POR TANTO, Y, POR TANTO, TAMPOCOTAMPOCO CON CON SS
LA REACTANCIA LA REACTANCIA XXRR VARÍA CON S:VARÍA CON S:
CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES SS, , XXRR PASA SER PASA SER S*XS*XRR
LA REACTANCIA LA REACTANCIA XXRR VARÍA CON S:VARÍA CON S:
CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES SS, , XXRR PASA SER PASA SER S*XS*XRR
S*XR RR
S*E LR
IR
23
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
Se puede obtener la misma corriente en Se puede obtener la misma corriente en
el mismo circuito alimentado a el mismo circuito alimentado a ff11 con con
sólo sólo cambiar Rcambiar RRR por Rpor RRR/S/S
Se puede obtener la misma corriente en Se puede obtener la misma corriente en
el mismo circuito alimentado a el mismo circuito alimentado a ff11 con con
sólo sólo cambiar Rcambiar RRR por Rpor RRR/S/S
ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA
ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO CON LA ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO CON LA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA
SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA RESISTENCIARESISTENCIARRRR/S/S
ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA
ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO CON LA ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO CON LA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA
SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA RESISTENCIARESISTENCIARRRR/S/S
CIRCUITO EQ. ROTOR A CIRCUITO EQ. ROTOR A DESLIZAMIENTO SDESLIZAMIENTO S
ReactanciaReactanciadispersióndispersiónrotorrotor
ResistenciaResistenciarotorrotor
ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff22=S*f=S*f11ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff22=S*f=S*f11
ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff11
ALIMENTADO ALIMENTADO A: A: ff11
S*XR RR
S*E LR
IR RRRR
Rs
jXSR
EjXRES
I+
=+⋅= LRLR
XR
ELR
IR
SRR
[ ] sRRR ISjXRES ⋅⋅+=⋅LR
24
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATORLOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATOR
PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATORLOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATOR
SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES “EQUIVALENTE”“EQUIVALENTE” A A UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación
Transf.=rTransf.=rtt))
SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES “EQUIVALENTE”“EQUIVALENTE” A A UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación
Transf.=rTransf.=rtt))
SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)
Xs Rs
U1 E1
I1
XR ’
E2 ’
IR ’
S'RR
1LR2 ErE'E t =⋅=
25
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
COMO COMO EE11=E=E22’’ SE PUEDEN SE PUEDEN UNIR EN CORTOCIRCUITOUNIR EN CORTOCIRCUITOCOMO COMO EE11=E=E22’’ SE PUEDEN SE PUEDEN UNIR EN CORTOCIRCUITOUNIR EN CORTOCIRCUITO
Xs Rs
U1 E1
I1
XR ’
E2 ’
IR ’
S'RR
1LR2 ErE'Et
=⋅=
26
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
I0
ϕϕϕϕ0
Iµµµµ Ife
I0
ϕϕϕϕ0
Iµµµµ Ife
Componente Componente magnetizantemagnetizanteComponente Componente magnetizantemagnetizante
Componente Componente de pérdidasde pérdidasComponente Componente de pérdidasde pérdidas XµµµµXµµµµ
IµµµµIµµµµ
RfeRfe
IfeIfe
I0I0
Xs Rs
U1
I1
XR’IR’
S'RR
122 ErE'E t =⋅=
Xs Rs
U1
I1
XR’IR’
S'RR
122 ErE'E t =⋅=
27
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
−⋅+=SS
'R'RS'R
RRR 1
−⋅+=SS
'R'RS'R
RRR 1
LA RESISTENCIA LA RESISTENCIA VARIABLE SE PUEDE VARIABLE SE PUEDE DIVIDIR EN DOS DIVIDIR EN DOS COMPONENTESCOMPONENTES
LA RESISTENCIA LA RESISTENCIA VARIABLE SE PUEDE VARIABLE SE PUEDE DIVIDIR EN DOS DIVIDIR EN DOS COMPONENTESCOMPONENTES
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
S'RR
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
S'RR
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0
28
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
TensiónTensiónde fasede fase
(Estator(Estator))
Resistencia Resistencia cobre rotorcobre rotor
Reactancia Reactancia dispersióndispersiónrotorrotor
Resistencia Resistencia potenciapotenciamecánicamecánicaentregadaentregada
Resistencia Resistencia cobre estator cobre estator Reactancia Reactancia
dispersióndispersiónestatorestator
ReactanciaReactanciamagnetizantemagnetizante
ResistenciaResistenciapérdidas hierropérdidas hierro
CorrienteCorrientede vacíode vacío
El circuito equivalente se planteaEl circuito equivalente se planteapor fase y con conexión en estrellapor fase y con conexión en estrella
Todos los elementos del circuito con ‘Todos los elementos del circuito con ‘están referidos al estatorestán referidos al estator
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0RR’
−⋅SS
'RR1
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0RR’
−⋅SS
'RR1
29
Circuito equivalente de Circuito equivalente de la máquina asíncronala máquina asíncrona
Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la entrada es alta (0,8 aprox)entrada es alta (0,8 aprox)
Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la entrada es alta (0,8 aprox)entrada es alta (0,8 aprox)
En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 -- 0,2 aprox0,2 aprox
En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 -- 0,2 aprox0,2 aprox
Potencia entregadaPotencia entregadaPotencia entregadaPotencia entregada
En un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciableEn un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciableEn un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciableEn un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciable
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0RR’
−⋅SS
'RR1
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
Xµµµµ Rfe
IfeIµµµµ
I0RR’
−⋅SS
'RR1
(T. DE FASE)(T. DE FASE)
CosCosϕϕϕϕϕϕϕϕCosCosϕϕϕϕϕϕϕϕ
30
Cálculo de las pérdidas en la Cálculo de las pérdidas en la máquina asíncronamáquina asíncrona
23 'IS'R
P RR
g ⋅⋅= 23 'IS'R
P RR
g ⋅⋅=
213 'I
SS
'RPPP RRrotcugmi ⋅
−⋅⋅=−= 213 'I
SS
'RPPP RRrotcugmi ⋅
−⋅⋅=−=
ϕϕϕϕϕϕϕϕ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅======== CosCosII3V3VPP 111111 POTENCIA ABSORBIDA DE LA RED ELÉCTRICAPOTENCIA ABSORBIDA DE LA RED ELÉCTRICA
213 IRP SestCu ⋅⋅= 213 IRP SestCu ⋅⋅= PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ESTATOR (Cu)PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ESTATOR (Cu)
fefe R
EP
213 ⋅=fe
fe RE
P2
13 ⋅=PÉRDIDAS EN EL HIERRO. SUELEN CONSIDERARSE CONPÉRDIDAS EN EL HIERRO. SUELEN CONSIDERARSE CON--CENTRADAS EN EL ESTATOR. EN EL ROTOR LA f ES MUY CENTRADAS EN EL ESTATOR. EN EL ROTOR LA f ES MUY BAJABAJA
feestCug PPPP −−= 1 feestCug PPPP −−= 1 POTENCIA QUE ATRAVIESA EL ENTREHIERRO DE POTENCIA QUE ATRAVIESA EL ENTREHIERRO DE LA MÁQUINALA MÁQUINA
23 'I'RP RRRotCu ⋅⋅= 23 'I'RP RRRotCu ⋅⋅= PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ROTOR (Cu)PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ROTOR (Cu)
La potencia que atraviesa el La potencia que atraviesa el entrehierro es la que disipa entrehierro es la que disipa en la resistencia total de la en la resistencia total de la rama del rotor rama del rotor (R(RRR’/S)’/S)
La potencia que atraviesa el La potencia que atraviesa el entrehierro es la que disipa entrehierro es la que disipa en la resistencia total de la en la resistencia total de la rama del rotor rama del rotor (R(RRR’/S)’/S)
POTENCIA MECÁNICA INTERPOTENCIA MECÁNICA INTER--NA: ATRAVIESA EL ENTREHIENA: ATRAVIESA EL ENTREHIE--RRO Y PRODUCE TRABAJORRO Y PRODUCE TRABAJO
Se disipa en la resisSe disipa en la resis--tencia variabletencia variable
31
Cálculo de las pérdidas en la Cálculo de las pérdidas en la máquina asíncronamáquina asíncrona
[ ] gggrotcugmi PSPSPPPP ⋅−=⋅−=−= 1[ ] gggrotcugmi PSPSPPPP ⋅−=⋅−=−= 1OTRA FORMA DE CALCULAROTRA FORMA DE CALCULAR--LA A PARTIR DEL DESLIZALA A PARTIR DEL DESLIZA--MIENTOMIENTO
esrotacional y mecánicas PérdidasPP miU −−−−==== esrotacional y mecánicas PérdidasPP miU −−−−====
PAR INTERNO: EL PAR TOTAL PAR INTERNO: EL PAR TOTAL DESARROLLADO INTERNADESARROLLADO INTERNA--MENTE POR LA MÁQUINAMENTE POR LA MÁQUINA
Velocidad angular Velocidad angular de giro del rotorde giro del rotor
[[[[ ]]]]S
ggmii
PPSPT
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅−−−−
====ΩΩΩΩ
====1[[[[ ]]]]
S
ggmii
PPSPT
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅−−−−
====ΩΩΩΩ
====1
Velocidad angular Velocidad angular de sincronismode sincronismo
PAR ÚTILPAR ÚTIL: EL PAR QUE ES : EL PAR QUE ES CAPAZ DE DESARROLLAR EL CAPAZ DE DESARROLLAR EL MOTOR EN EL EJEMOTOR EN EL EJEΩΩΩΩ
==== UU
PT
ΩΩΩΩ==== U
UP
T
32
jXs Rs jXR’ IR’
S'RR
jXµµµµ
A
B
U1
I1
+
jXs Rs jXR’ IR’
S'RR
jXµµµµ
A
B
U1
I1
+
Cálculo del par de una Cálculo del par de una máquina asíncronamáquina asíncrona
CALCULANDO EL CALCULANDO EL EQUIVALENTE EQUIVALENTE THEVENIN THEVENIN ENTREENTRE A y BA y B
CALCULANDO EL CALCULANDO EL EQUIVALENTE EQUIVALENTE THEVENIN THEVENIN ENTREENTRE A y BA y B
Se puede Se puede despreciar Rdespreciar Rfefe
Se puede Se puede despreciar Rdespreciar Rfefe
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+ [[[[ ]]]]µµµµ
µµµµ
++++++++⋅⋅⋅⋅
====XXjR
jXUV
SSth
1
[[[[ ]]]]µµµµ
µµµµ
++++++++⋅⋅⋅⋅
====XXjR
jXUV
SSth
1
[[[[ ]]]][[[[ ]]]]µµµµ
µµµµ
++++++++⋅⋅⋅⋅++++
====XXjR
jXjXRZ
SS
SSth
[[[[ ]]]][[[[ ]]]]µµµµ
µµµµ
++++++++⋅⋅⋅⋅++++
====XXjR
jXjXRZ
SS
SSth
33
Cálculo del par de una Cálculo del par de una máquina asíncronamáquina asíncrona
[[[[ ]]]]22
'XXS'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++
++++
====
[[[[ ]]]]22
'XXS'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++
++++
====
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+ [[[[ ]]]]'XXj
S'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++++++====
[[[[ ]]]]'XXjS'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++++++====
[[[[ ]]]]22
2
23
3
'XXS'R
R
S'R
V'I
S'R
P
RthR
th
Rth
RR
g
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅====⋅⋅⋅⋅====
[[[[ ]]]]22
2
23
3
'XXS'R
R
S'R
V'I
S'R
P
RthR
th
Rth
RR
g
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅====⋅⋅⋅⋅====
)S(fTi ==== )S(fTi ====[[[[ ]]]]2
2
2
3
'XXS
'RR
S'R
VPT
RthR
th
Rth
SS
gi
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ====
[[[[ ]]]]22
2
3
'XXS
'RR
S'R
VPT
RthR
th
Rth
SS
gi
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ====
Cálculo del par de una máquina Cálculo del par de una máquina asíncronaasíncrona
Torque electromagnético
( )
( )
++
+
⋅⋅
⋅⋅
=
⋅=
2'
2'2
'223
260
260
LRTHTH
TH
XXs
RR
s
RV
NsTg
Ns
PgTg
π
π
34
Torque de arranque
( )( ) ( )[ ]2'2'
2
'2
232
60
1
LRTHTH
TH
XXRR
RV
NsTarr
s
+++⋅⋅⋅
⋅=
=
π
35
Curvas de respuesta mecánica Curvas de respuesta mecánica par par -- velocidadvelocidad
1 Deslizamiento S
Par
Par deArranque
Par máximo
Par Nominal
0
Velocidad desincronismo
Motor GeneradorFrenoS>1S>1S>1S>1 0<S<10<S<10<S<10<S<1 S<0S<0S<0S<0
Zona de funcionamiento estable Zona de funcionamiento estable como motorcomo motor
Zona de funcionamiento estable Zona de funcionamiento estable como motorcomo motor
)S(fTi ==== )S(fTi ====221 −−−−−−−−==== ,
TT
nom
arr 221 −−−−−−−−==== ,TT
nom
arr
7281 ,,TT
nom
max −−−−−−−−==== 7281 ,,TT
nom
max −−−−−−−−====
36
Curvas de respuesta mecánica Curvas de respuesta mecánica par par -- velocidadvelocidad
La característica mecánica de los motores de inducción es La característica mecánica de los motores de inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena cargaprácticamente lineal entre vacío y plena carga
La característica mecánica de los motores de inducción es La característica mecánica de los motores de inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena cargaprácticamente lineal entre vacío y plena carga
El par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominalEl par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominalEl par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominalEl par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal
El par de arranque tiene que ser superior al nominal para El par de arranque tiene que ser superior al nominal para permitir que el motor se ponga en marchapermitir que el motor se ponga en marcha
El par de arranque tiene que ser superior al nominal para El par de arranque tiene que ser superior al nominal para permitir que el motor se ponga en marchapermitir que el motor se ponga en marcha
Para un determinado deslizamiento el par varía con el Para un determinado deslizamiento el par varía con el cuadrado de la tensióncuadrado de la tensión
Para un determinado deslizamiento el par varía con el Para un determinado deslizamiento el par varía con el cuadrado de la tensióncuadrado de la tensión
ProblemaProblema
37
ProblemaProblema
38
39
Curvas de respuesta mecánica Curvas de respuesta mecánica par par -- velocidadvelocidad
Banda de Banda de dispersióndispersiónBanda de Banda de dispersióndispersión
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
40
Curvas de respuesta mecánica Curvas de respuesta mecánica par par -- velocidadvelocidad
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
41
Par máximo de un motor de Par máximo de un motor de induccióninducción jXth Rth jXR’
IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’
IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
El par será El par será máximo cuando máximo cuando PPgg sea máxima, sea máxima, es decir cuando es decir cuando se transfiera a se transfiera a
RRRR’/S’/S la máxima la máxima potenciapotencia
El par será El par será máximo cuando máximo cuando PPgg sea máxima, sea máxima, es decir cuando es decir cuando se transfiera a se transfiera a
RRRR’/S’/S la máxima la máxima potenciapotencia
[[[[ ]]]]22 'XXRS'R
RththR ++++++++==== [[[[ ]]]]22 'XXRS'R
RththR ++++++++====
TEOREMA TEOREMA TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA
MÁX. POTMÁX. POT
TEOREMA TEOREMA TRANSFERENCIA TRANSFERENCIA
MÁX. POTMÁX. POT
[[[[ ]]]]22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
++++++++====
[[[[ ]]]]22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
++++++++====
[[[[ ]]]]
++++++++++++⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅====22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
[[[[ ]]]]
++++++++++++⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅====22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
42
Par máximo de un motor de Par máximo de un motor de induccióninducción
Resistencia rotórica crecienteResistencia rotórica creciente
SSTMAX1TMAX1SSTMAX2TMAX2SSTMAX3TMAX3
ParPar
SS
[[[[ ]]]]22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
++++++++====
[[[[ ]]]]22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
++++++++====
EL deslizamiento al EL deslizamiento al que se produce el par que se produce el par
máximo máximo SÍ SÍ DEPENDE DE RDEPENDE DE RRR’’
EL deslizamiento al EL deslizamiento al que se produce el par que se produce el par
máximo máximo SÍ SÍ DEPENDE DE RDEPENDE DE RRR’’
Esta propiedad se usa para el arranEsta propiedad se usa para el arran--que mediante inserción de resistenque mediante inserción de resisten--cias en máquinas de rotor bobinadocias en máquinas de rotor bobinado
Esta propiedad se usa para el arranEsta propiedad se usa para el arran--que mediante inserción de resistenque mediante inserción de resisten--cias en máquinas de rotor bobinadocias en máquinas de rotor bobinado
El par máximo NO El par máximo NO depende de la depende de la resistencia resistencia rotórica Rrotórica RRR’’
El par máximo NO El par máximo NO depende de la depende de la resistencia resistencia rotórica Rrotórica RRR’’
[[[[ ]]]]
++++++++++++⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅====22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
[[[[ ]]]]
++++++++++++⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ⋅⋅⋅⋅
⋅⋅⋅⋅====22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
43
Ensayo de rotor libreEnsayo de rotor libre
∞∞∞∞→→→→
→→→→SS-1
'R :0S Si R ∞∞∞∞→→→→
→→→→SS-1
'R :0S Si R
Xs Rs
U1
I0
XR’
Xµµµµ Rfe
Ife Iµµµµ
RR’ Xs Rs
U1
I0
XR’
Xµµµµ Rfe
Ife Iµµµµ
RR’
En vacío SEn vacío S≈≈≈≈≈≈≈≈0:0:
Al no circular corriente por RAl no circular corriente por RRR’ puede considerarse que en ’ puede considerarse que en este ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estatoreste ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estatorAl no circular corriente por RAl no circular corriente por RRR’ puede considerarse que en ’ puede considerarse que en este ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estatoreste ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estator
00
3I
V
Z
Línea
====0
03I
V
Z
Línea
====
20
00
3 I
PR
⋅⋅⋅⋅====
µµµµ++++≅≅≅≅−−−−==== XXRZX s2
02
00 µµµµ++++≅≅≅≅−−−−==== XXRZX s2
02
00
I0(t)I0(t)
Motor girando sin cargaMotor girando sin cargaMotor girando sin cargaMotor girando sin carga
Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:
W1W1
W2W2
A
U1(t)U1(t)++
++
++
V y f nominalesV y f nominalesV y f nominalesV y f nominales
ZZ00
Impedancia Impedancia por fase del por fase del
motormotor
Impedancia Impedancia por fase del por fase del
motormotor000 jXRZ ++++==== 000 jXRZ ++++====
femecestcu PPPWWP ++++++++====++++==== 210 femecestcu PPPWWP ++++++++====++++==== 210
44
Ensayo de rotor bloqueadoEnsayo de rotor bloqueado
I1n(t)I1n(t)
Rotor bloqueadoRotor bloqueadoRotor bloqueadoRotor bloqueado
Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:
W1W1
W2W2
AUcc(t)Ucc(t)
++
++
++
V reducida e I nominalV reducida e I nominalV reducida e I nominalV reducida e I nominal
V
El ensayo se realiza subiendo El ensayo se realiza subiendo gradualmente la tensión de aligradualmente la tensión de ali--mentación hasta que la corrienmentación hasta que la corrien--te circulante sea la nominalte circulante sea la nominal
El ensayo se realiza subiendo El ensayo se realiza subiendo gradualmente la tensión de aligradualmente la tensión de ali--mentación hasta que la corrienmentación hasta que la corrien--te circulante sea la nominalte circulante sea la nominal
3ccU3ccU
Xs Rs
I1n
XR’ RR’ Xs Rs
I1n
XR’ RR’
Se puede despreciar Se puede despreciar la rama paralelola rama paralelo
Se puede despreciar Se puede despreciar la rama paralelola rama paralelo
Tensión de ensayoTensión de ensayomuy reducidamuy reducida
Tensión de ensayoTensión de ensayomuy reducidamuy reducida
Corriente por XCorriente por Xµµµµµµµµdespreciabledespreciable
Corriente por XCorriente por Xµµµµµµµµdespreciabledespreciable
Muy pocas Muy pocas pérdidas Fepérdidas FeMuy pocas Muy pocas pérdidas Fepérdidas Fe
RRfe fe despreciabledespreciable
RRfe fe despreciabledespreciable
ZZcccc
cccccc jXRZ ++++==== cccccc jXRZ ++++====
'RRR Rscc ++++==== 'RRR Rscc ++++====
'XXX Rscc ++++==== 'XXX Rscc ++++====Se eliminaSe elimina
rama paralelorama paraleloSe eliminaSe elimina
rama paralelorama paralelo
45
Ensayo de rotor bloqueadoEnsayo de rotor bloqueado Xs Rs
I1n
XR’ RR’ Xs Rs
I1n
XR’ RR’
3ccU3ccU
Se puede despreciar Se puede despreciar la rama paralelola rama paralelo
Se puede despreciar Se puede despreciar la rama paralelola rama paralelo
ZZcccc
rotcuestcucc PPWWP ++++====++++==== 21 rotcuestcucc PPWWP ++++====++++==== 21
n
cc
cc I
U
Z1
3====n
cc
cc I
U
Z1
3==== 213 n
cccc
I
PR
⋅⋅⋅⋅==== 2
13 n
cccc
I
PR
⋅⋅⋅⋅====
CÁLCULO PARÁMETROS CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTECÁLCULO PARÁMETROS CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTECIRCUITO EQUIVALENTE
[[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++⋅⋅⋅⋅==== 60 [[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++⋅⋅⋅⋅==== 60[[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++⋅⋅⋅⋅==== 70 [[[[ ]]]]'XX,'X RSR ++++⋅⋅⋅⋅==== 70
'XX RS ==== 'XX RS ====[[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++⋅⋅⋅⋅==== 40 [[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++⋅⋅⋅⋅==== 40[[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++⋅⋅⋅⋅==== 30 [[[[ ]]]]'XX,X RSS ++++⋅⋅⋅⋅==== 30
'XX RS ==== 'XX RS ====
XXSS yy XXRR’’XXSS yy XXRR’’ Regla empírica según tipo de motorRegla empírica según tipo de motorRegla empírica según tipo de motorRegla empírica según tipo de motor
MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:
MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:
MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:
MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:
RRSS Se obtiene por medición directa Se obtiene por medición directa sobre los devanados del estatorsobre los devanados del estator
RRSS Se obtiene por medición directa Se obtiene por medición directa sobre los devanados del estatorsobre los devanados del estator
46
CÁLCULO PARÁMETROS CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO CIRCUITO
EQUIVALENTEEQUIVALENTE
CÁLCULO PARÁMETROS CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO CIRCUITO
EQUIVALENTEEQUIVALENTE
Ensayo de rotor bloqueadoEnsayo de rotor bloqueado
SXXX −−−−====µµµµ 0 SXXX −−−−====µµµµ 0XXµµµµµµµµXXµµµµµµµµ
Después de aplicar la Regla empírica Después de aplicar la Regla empírica anterior para obtener las reactancias anterior para obtener las reactancias
de rotor y estator se aplica el de rotor y estator se aplica el resultado del ensayo de vacíoresultado del ensayo de vacío
Después de aplicar la Regla empírica Después de aplicar la Regla empírica anterior para obtener las reactancias anterior para obtener las reactancias
de rotor y estator se aplica el de rotor y estator se aplica el resultado del ensayo de vacíoresultado del ensayo de vacío
RRRR’’Se obtiene restando a RSe obtiene restando a RCCCC (Ensayo de (Ensayo de
rotor bloqueado) el valor de Rrotor bloqueado) el valor de RSS(medición directa)(medición directa)
Se obtiene restando a RSe obtiene restando a RCCCC (Ensayo de (Ensayo de rotor bloqueado) el valor de Rrotor bloqueado) el valor de RSS
(medición directa)(medición directa)SccR RR'R −−−−==== SccR RR'R −−−−====
47
Corriente absorbida en función de la velocidad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Cor
rient
e A
Corriente absorbida en función de la velocidad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Cor
rient
e A
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Velocidad de Velocidad de sincronismosincronismoVelocidad de Velocidad de sincronismosincronismo
CorrienteCorrientede vacíode vacíoCorrienteCorrientede vacíode vacío
CorrienteCorrientenominalnominalCorrienteCorrientenominalnominal
48
Potencia eléctrica absorbida en función de la veloc idad
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Pot
enci
a W
Potencia eléctrica absorbida en función de la veloc idad
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Pot
enci
a W
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Velocidad de Velocidad de sincronismosincronismoVelocidad de Velocidad de sincronismosincronismo
Potencia eléctrica Potencia eléctrica consumida plena cargaconsumida plena carga
Potencia eléctrica Potencia eléctrica consumida plena cargaconsumida plena carga
49
Rendimiento en función de la velocidad
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Ren
dim
ient
o %
Rendimiento en función de la velocidad
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Ren
dim
ient
o %
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Velocidad de Velocidad de sincronismosincronismoVelocidad de Velocidad de sincronismosincronismo
Rendimiento Rendimiento en vacíoen vacío
Rendimiento Rendimiento en vacíoen vacío
Rendimiento Rendimiento a plena cargaa plena cargaRendimiento Rendimiento a plena cargaa plena carga
50
Factor de potencia en función de la velocidad
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Fac
tor
de p
oten
cia
Factor de potencia en función de la velocidad
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Fac
tor
de p
oten
cia
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Velocidad de Velocidad de sincronismosincronismoVelocidad de Velocidad de sincronismosincronismo
fdp en fdp en vacíovacíofdp en fdp en vacíovacío
fdp a plena fdp a plena cargacarga
fdp a plena fdp a plena cargacarga
51
Característica mecánica en zona estable
0
10
20
30
40
50
60
70
80
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Par
(N
m)
Característica mecánica en zona estable
0
10
20
30
40
50
60
70
80
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Par
(N
m)
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Velocidad de Velocidad de sincronismosincronismoVelocidad de Velocidad de sincronismosincronismo
52
Características funcionales de Características funcionales de los motores asíncronoslos motores asíncronos
VELOCIDADES DE GIRO TÍPICASVELOCIDADES DE GIRO TÍPICASFuente: ABB Fuente: ABB –– “Guide for selecting a motor”“Guide for selecting a motor”
NÚMERODE POLOS
VELOCIDADSINCRONISMO (RPM)
VELOCIDAD TÍPICAPLENA CARGA
2 3000 29004 1500 14406 1000 9608 750 72010 600 58012 500 48016 375 360
53
Evolución de la temperatura de los devanados desde el Evolución de la temperatura de los devanados desde el arranque hasta el régimen permanente térmicoarranque hasta el régimen permanente térmico
Evolución de la temperatura de los devanados desde el Evolución de la temperatura de los devanados desde el arranque hasta el régimen permanente térmicoarranque hasta el régimen permanente térmico
Características funcionales de los Características funcionales de los motores asíncronosmotores asíncronos
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Tª 114 ºC:Tª 114 ºC:
Motor Clase F: Motor Clase F: Tª max= 155 ºCTª max= 155 ºC
Tª 114 ºC:Tª 114 ºC:
Motor Clase F: Motor Clase F: Tª max= 155 ºCTª max= 155 ºC
54
Control de las características Control de las características mecánicas de los motores de inducción mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotormediante el diseño del rotor
Resistencia rotórica crecienteResistencia rotórica creciente
SSTMAX1TMAX1SSTMAX2TMAX2SSTMAX3TMAX3
ParPar
SS
EL RENDIMIENTO DEL MOTOR EL RENDIMIENTO DEL MOTOR ES BAJOES BAJO
EL RENDIMIENTO DEL MOTOR EL RENDIMIENTO DEL MOTOR ES BAJOES BAJO
Si la resistencia rotórica es elevada Si la resistencia rotórica es elevada el par de arranque del motor el par de arranque del motor
también lo estambién lo es
Si la resistencia rotórica es elevada Si la resistencia rotórica es elevada el par de arranque del motor el par de arranque del motor
también lo estambién lo es
Si la resistencia rotórica es elevada Si la resistencia rotórica es elevada el par máximo del motor aparece el par máximo del motor aparece
con deslizamiento elevadocon deslizamiento elevado
Si la resistencia rotórica es elevada Si la resistencia rotórica es elevada el par máximo del motor aparece el par máximo del motor aparece
con deslizamiento elevadocon deslizamiento elevado
[[[[ ]]]] gmi PSP ⋅⋅⋅⋅−−−−==== 1[[[[ ]]]] gmi PSP ⋅⋅⋅⋅−−−−==== 1
Si el deslizamiento es elevado la Si el deslizamiento es elevado la potencia mecánica interna es bajapotencia mecánica interna es bajaSi el deslizamiento es elevado la Si el deslizamiento es elevado la potencia mecánica interna es bajapotencia mecánica interna es baja
55
Control de las características Control de las características mecánicas de los motores de inducción mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotormediante el diseño del rotor
Motor con Motor con RRRR’ elevada’ elevadaMotor con Motor con RRRR’ elevada’ elevada
Motor con Motor con RRRR’ baja’ bajaMotor con Motor con RRRR’ baja’ baja
Buen par de arranqueBuen par de arranqueBuen par de arranqueBuen par de arranque
Bajo rendimientoBajo rendimientoBajo rendimientoBajo rendimientoBajo par de arranqueBajo par de arranqueBajo par de arranqueBajo par de arranque
Buen rendimientoBuen rendimientoBuen rendimientoBuen rendimiento SOLUCIÓNSOLUCIÓNSOLUCIÓNSOLUCIÓN
MOTOR DE ROTOR MOTOR DE ROTOR BOBINADO: VARIACIÓN BOBINADO: VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA RESISTENCIA
ROTÓRICAROTÓRICA
MOTOR DE ROTOR MOTOR DE ROTOR BOBINADO: VARIACIÓN BOBINADO: VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DE LA RESISTENCIA
ROTÓRICAROTÓRICA
DISEÑO DE UN ROTOR DISEÑO DE UN ROTOR CON CARACTERÍSTICAS CON CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS VARIABLES ELÉCTRICAS VARIABLES SEGÚN LA VELOCIDAD DE SEGÚN LA VELOCIDAD DE
GIROGIRO
DISEÑO DE UN ROTOR DISEÑO DE UN ROTOR CON CARACTERÍSTICAS CON CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS VARIABLES ELÉCTRICAS VARIABLES SEGÚN LA VELOCIDAD DE SEGÚN LA VELOCIDAD DE
GIROGIRO
56
Barras de pequeña Barras de pequeña secciónsección
Alta resistencia, Alta resistencia, baja reactancia baja reactancia de dispersiónde dispersión
Alta resistencia, Alta resistencia, baja reactancia baja reactancia de dispersiónde dispersión
Barras de ranura Barras de ranura profundaprofunda
Resistencia baja Resistencia baja elevada elevada
reactancia de reactancia de dispersióndispersión
Resistencia baja Resistencia baja elevada elevada
reactancia de reactancia de dispersióndispersión
Doble jaulaDoble jaula
Combina las Combina las propiedades de propiedades de
las dos las dos anterioresanteriores
Combina las Combina las propiedades de propiedades de
las dos las dos anterioresanteriores
Pueden usarse Pueden usarse dos tipos de dos tipos de material con material con diferente diferente
resistividadresistividad
Control de las características Control de las características mecánicas de los motores de inducción mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotormediante el diseño del rotor
La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la
velocidad de giro de la máquinavelocidad de giro de la máquina
La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la
velocidad de giro de la máquinavelocidad de giro de la máquina
A menor A menor sección sección
mayor Rmayor RRR’’
A menor A menor sección sección
mayor Rmayor RRR’’
57
Control de las características Control de las características mecánicas de los motores de inducción mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotormediante el diseño del rotorRanura Ranura
estatóricaestatóricaRanura Ranura
estatóricaestatórica
Circuito equivalente de una Circuito equivalente de una barra rotóricabarra rotórica
ResistenciaResistencia Reactancia Reactancia dispersióndispersión
La reactancia de dispersión La reactancia de dispersión aumenta con la profundidad = aumenta con la profundidad =
que el flujo de dispersiónque el flujo de dispersión
La reactancia de dispersión La reactancia de dispersión aumenta con la profundidad = aumenta con la profundidad =
que el flujo de dispersiónque el flujo de dispersión
Flujo de dispersión: Flujo de dispersión: se concentra hacia se concentra hacia el interiorel interior
Flujo de dispersión: Flujo de dispersión: se concentra hacia se concentra hacia el interiorel interior
58
ffrotorrotorELEVADAELEVADAffrotorrotor
ELEVADAELEVADAARRANQUEARRANQUEARRANQUEARRANQUE SS VALORES VALORES
ELEVADOSELEVADOSSS VALORES VALORES ELEVADOSELEVADOS
Reducción Reducción sección útil: sección útil: aumento Raumento RRR’’
Reducción Reducción sección útil: sección útil: aumento Raumento RRR’’
Aumento del Aumento del par de par de
arranquearranque
Aumento del Aumento del par de par de
arranquearranque
Efecto de la reactancia Efecto de la reactancia de dispersión de dispersión
((22ππππππππffrotorrotor*L*Ldispersióndispersión))
MUY ACUSADOMUY ACUSADO
Efecto de la reactancia Efecto de la reactancia de dispersión de dispersión
((22ππππππππffrotorrotor*L*Ldispersióndispersión))
MUY ACUSADOMUY ACUSADO
La corriente circula La corriente circula sólo por la parte más sólo por la parte más externa de la barraexterna de la barra
La corriente circula La corriente circula sólo por la parte más sólo por la parte más externa de la barraexterna de la barra
CONDICIONES CONDICIONES NOMINALESNOMINALES
CONDICIONES CONDICIONES NOMINALESNOMINALES
SS VALORES VALORES BAJ0SBAJ0S
SS VALORES VALORES BAJ0SBAJ0S
ffrotorrotorBAJABAJAffrotorrotorBAJABAJA
Mejora del Mejora del rendimientorendimientoMejora del Mejora del rendimientorendimiento
Aumento Aumento sección util: sección util: Reducción RReducción RRR’ ’
y Pary Par
Aumento Aumento sección util: sección util: Reducción RReducción RRR’ ’
y Pary Par
La corriente circula La corriente circula por toda la sección por toda la sección
de la barrade la barra
La corriente circula La corriente circula por toda la sección por toda la sección
de la barrade la barra
Efecto de la reactancia Efecto de la reactancia de dispersión de dispersión
((22ππππππππffrotorrotor*L*Ldispersióndispersión))
MUY POCO ACUSADOMUY POCO ACUSADO
Efecto de la reactancia Efecto de la reactancia de dispersión de dispersión
((22ππππππππffrotorrotor*L*Ldispersióndispersión))
MUY POCO ACUSADOMUY POCO ACUSADO
59
DURANTE EL ARRANQUE DURANTE EL ARRANQUE CIRCULA UN 41,93% DE CIRCULA UN 41,93% DE LA CORRIENTE POR LA LA CORRIENTE POR LA
ZONA ROJA DE LA BARRAZONA ROJA DE LA BARRA
DURANTE EL FUNCIONADURANTE EL FUNCIONA--MIENTO EN CONDICIOMIENTO EN CONDICIO--NES NOMINALES CIRCUNES NOMINALES CIRCU--LA UN 24,35% DE LA LA UN 24,35% DE LA
CORRIENTE POR LA ZONA CORRIENTE POR LA ZONA ROJA DE LA BARRAROJA DE LA BARRA
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
41.93%
60.69%
Nº barra
A
Itotal Isup Iinf
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Itotal Isup Iinf
75.65%
24.35%
Nº barra
A
Simulación del efecto realSimulación del efecto real
MOTOR SIMULADOMOTOR SIMULADO
Fabricante: SIEMENSFabricante: SIEMENSPotencia: 11 kWPotencia: 11 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 22 ACorriente: 22 AVelocidad : 1450 RPMVelocidad : 1450 RPMPolos: 4Polos: 4
MOTOR SIMULADOMOTOR SIMULADO
Fabricante: SIEMENSFabricante: SIEMENSPotencia: 11 kWPotencia: 11 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 22 ACorriente: 22 AVelocidad : 1450 RPMVelocidad : 1450 RPMPolos: 4Polos: 4
60LÍNEAS DE CAMPO DURANTE LÍNEAS DE CAMPO DURANTE
EL ARRANQUEEL ARRANQUELÍNEAS DE CAMPO EN FUNCIONALÍNEAS DE CAMPO EN FUNCIONA--
MIENTO NOMINALMIENTO NOMINAL
Las líneas de campoLas líneas de campose concentran en lase concentran en la
superficiesuperficie
Las líneas de campoLas líneas de campose concentran en lase concentran en la
superficiesuperficie
Simulación del campo real Simulación del campo real durante un arranquedurante un arranque
61
Clasificación de los motores según Clasificación de los motores según el tipo de rotor: Normas NEMAel tipo de rotor: Normas NEMA
Clase BClase BClase BClase B
Clase AClase AClase AClase A
Clase CClase CClase CClase CClase DClase DClase DClase D
T/TnomT/Tnom
SS
1,51,5
22
2,52,5
33 Par de arranque bajoPar de arranque bajo Par nominal con S<5%Par nominal con S<5% Corriente arranque elevada 5 Corriente arranque elevada 5
–– 8 In8 In Rendimiento altoRendimiento alto Uso en bombas, ventiladores, Uso en bombas, ventiladores,
máquina herramienta, etc, máquina herramienta, etc, hasta 5,5 kWhasta 5,5 kW
Para potencias > 5,5 kW se Para potencias > 5,5 kW se usan sistemas de arranque usan sistemas de arranque para limitar la corrientepara limitar la corriente
MOTOR CLASE AMOTOR CLASE A
62
Par arranque similar clase APar arranque similar clase A Corriente arranque 25% < Corriente arranque 25% <
clase Aclase A Par nominal con S<5%Par nominal con S<5% Rendimiento AltoRendimiento Alto Aplicaciones similares al clase Aplicaciones similares al clase
A pero con < I arranqueA pero con < I arranque Son LOS MÁS UTILIZADOSSon LOS MÁS UTILIZADOS
MOTOR CLASE BMOTOR CLASE B Par arranque elevado (2 veces Par arranque elevado (2 veces
Tnom aprox.)Tnom aprox.) Corriente de arranque bajaCorriente de arranque baja Par nominal con S<5%Par nominal con S<5% Rendimiento AltoRendimiento Alto Aplicaciones que requieren Aplicaciones que requieren
alto par de arranquealto par de arranque Tmax < clase ATmax < clase A
MOTOR CLASE C (Doble jaula)MOTOR CLASE C (Doble jaula)
Par arranque muy elevado (> 3 Tnom)Par arranque muy elevado (> 3 Tnom) Corriente de arranque bajaCorriente de arranque baja Par nominal con S elevado (7 Par nominal con S elevado (7 ––17%)17%) Rendimiento bajoRendimiento bajo Aplicación en accionamientos intermitentes Aplicación en accionamientos intermitentes
que requieren acelerar muy rápidoque requieren acelerar muy rápido
MOTOR CLASE DMOTOR CLASE D
Clasificación de los motores según el Clasificación de los motores según el tipo de rotor: Normas NEMAtipo de rotor: Normas NEMA
63
Características mecánicas de las Características mecánicas de las cargas más habituales de los cargas más habituales de los
motores de inducciónmotores de inducción
Bombas centrífugasBombas centrífugas Compresores centrífugosCompresores centrífugos Ventiladores y soplantesVentiladores y soplantes CentrifugadorasCentrifugadoras
TTRR=K*N=K*N22
PrensasPrensas Máquinas herramientasMáquinas herramientas
TTRR=K*N=K*N
Máquinas elevaciónMáquinas elevación Cintas transportadorasCintas transportadoras Machacadoras y trituradorasMachacadoras y trituradoras Compresores y bombas de Compresores y bombas de
pistonespistones
TTRR=K=K
BobinadorasBobinadoras Máquinas fabricación chapaMáquinas fabricación chapa
TTRR=K/N=K/NTR=K
TR=K/N
TR=K*NTR=K*N2
N
TR
TR=K
TR=K/N
TR=K*NTR=K*N2
N
TR
64
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronosasíncronos
65
Arranque enArranque envacíovacío
Arranque aArranque aplena cargaplena carga
Corriente máximaCorriente máximaCorriente máximaCorriente máxima
Corriente máximaCorriente máximaCorriente máximaCorriente máxima
Corriente de vacíoCorriente de vacíotras alcanzar tras alcanzar
velocidad máximavelocidad máxima
Corriente de vacíoCorriente de vacíotras alcanzar tras alcanzar
velocidad máximavelocidad máxima
Corriente nominalCorriente nominaltras alcanzar tras alcanzar
velocidad máximavelocidad máxima
Corriente nominalCorriente nominaltras alcanzar tras alcanzar
velocidad máximavelocidad máxima
Duración del arranque
Duración del arranque
LA CORRIENTE LA CORRIENTE MÁXIMA NO DEMÁXIMA NO DE--
PENDE DE LA CARGAPENDE DE LA CARGA
LA CORRIENTE LA CORRIENTE MÁXIMA NO DEMÁXIMA NO DE--
PENDE DE LA CARGAPENDE DE LA CARGAFabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
Fabricante: EMODFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VTensión: 380 VCorriente: 17 ACorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMVelocidad : 946 RPMPolos: 6Polos: 6
66
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronosasíncronos
El reglamento de BT establece límites para la corriente de El reglamento de BT establece límites para la corriente de arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es
necesario disponer procedimientos específicos para el arranquenecesario disponer procedimientos específicos para el arranque
El reglamento de BT establece límites para la corriente de El reglamento de BT establece límites para la corriente de arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es
necesario disponer procedimientos específicos para el arranquenecesario disponer procedimientos específicos para el arranque
Sólo válido en motores pequeños o Sólo válido en motores pequeños o en las centrales eléctricasen las centrales eléctricas
Sólo válido en motores de rotor Sólo válido en motores de rotor bobinado y anillos rozantesbobinado y anillos rozantes
El método más barato y utilizadoEl método más barato y utilizado
Reducción de la tensión durante Reducción de la tensión durante el arranque mediante autotrafoel arranque mediante autotrafo
Gobierno del motor durante el Gobierno del motor durante el arranque por equipo electrónicoarranque por equipo electrónico
Métodos de Métodos de arranquearranque
Métodos de Métodos de arranquearranque
Arranque directo de la redArranque directo de la redArranque directo de la redArranque directo de la red
Arranque mediante inserción Arranque mediante inserción de resistencias en el rotorde resistencias en el rotor
Arranque mediante inserción Arranque mediante inserción de resistencias en el rotorde resistencias en el rotor
Arranque estrella Arranque estrella –– triángulotriánguloArranque estrella Arranque estrella –– triángulotriángulo
Arranque con Arranque con autotransformadorautotransformador
Arranque con Arranque con autotransformadorautotransformador
Arranque con arrancadores Arranque con arrancadores estáticosestáticos
Arranque con arrancadores Arranque con arrancadores estáticosestáticos
67
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronosasíncronos
[[[[ ]]]]22
'XXS'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++
++++
====
[[[[ ]]]]22
'XXS'R
R
V'I
RthR
th
thR
++++++++
++++
====
[ ] [ ]22 'XX'RR
V'I
RthRth
tharranqueR
+++=
[ ] [ ]22 'XX'RR
V'I
RthRth
tharranqueR
+++=
PAR DE ARRANQUEPAR DE ARRANQUE
Par de un motor asíncrono. Par de un motor asíncrono.
En el arranque En el arranque S=0S=0Par de un motor asíncrono. Par de un motor asíncrono.
En el arranque En el arranque S=0S=0
Corriente rotórica. Corriente rotórica.
En el arranque En el arranque S=0S=0Corriente rotórica. Corriente rotórica.
En el arranque En el arranque S=0S=0
[[[[ ]]]]22
2
3
'XXS
'RR
S'R
VPT
RthR
th
Rth
SS
gi
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ====
[[[[ ]]]]22
2
3
'XXS
'RR
S'R
VPT
RthR
th
Rth
SS
gi
++++++++
++++
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ====
[[[[ ]]]] [[[[ ]]]]22
23
'XX'RR
'RVPT
RthRth
Rth
SS
gArranque
++++++++++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ==== [[[[ ]]]] [[[[ ]]]]22
23
'XX'RR
'RVPT
RthRth
Rth
SS
gArranque
++++++++++++⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ====
ΩΩΩΩ====
23ArranqueRR
SArranque 'I'RT ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ==== 23
ArranqueRRS
Arranque 'I'RT ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ
====
68
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronos V: arranque por inserción asíncronos V: arranque por inserción
de resistencias rotóricasde resistencias rotóricasResistencia rotórica Resistencia rotórica crecientecrecienteResistencia rotórica Resistencia rotórica crecientecreciente
RRRR’’11RRRR’’11
ParParParPar
SSSS
RRRR’’22RRRR’’22RRRR’’33RRRR’’33
Para el arranque Para el arranque de la máquina se de la máquina se
introducen introducen resistencias entre resistencias entre
los anillos los anillos rozantes que se rozantes que se van eliminando van eliminando
conforme conforme aumenta la aumenta la
velocidad de girovelocidad de giro
Para el arranque Para el arranque de la máquina se de la máquina se
introducen introducen resistencias entre resistencias entre
los anillos los anillos rozantes que se rozantes que se van eliminando van eliminando
conforme conforme aumenta la aumenta la
velocidad de girovelocidad de giro
Sólo vale para los motores de rotor bobinado y Sólo vale para los motores de rotor bobinado y anillos rozantesanillos rozantes
Sólo vale para los motores de rotor bobinado y Sólo vale para los motores de rotor bobinado y anillos rozantesanillos rozantes
69
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronos : arranque mediante asíncronos : arranque mediante
autotrafoautotrafo
C3
M
C2
C1
R
S
T
C3
M
C2
C1
R
S
TPara el arranque de la máquina se Para el arranque de la máquina se introduce un autotransformador introduce un autotransformador
reductor (rt>1) reductor (rt>1)
Para el arranque de la máquina se Para el arranque de la máquina se introduce un autotransformador introduce un autotransformador
reductor (rt>1) reductor (rt>1)
Inicialmente C1 y C2 están cerrados: el Inicialmente C1 y C2 están cerrados: el motor arranca con la tensión reducidamotor arranca con la tensión reducidaInicialmente C1 y C2 están cerrados: el Inicialmente C1 y C2 están cerrados: el motor arranca con la tensión reducidamotor arranca con la tensión reducida
En las proximidades de plena carga C2 se En las proximidades de plena carga C2 se abre: el motor soporta una tensión abre: el motor soporta una tensión
ligeramente inferior a la red debido a las ligeramente inferior a la red debido a las caídas de tensión en el devanado del caídas de tensión en el devanado del
autotrafoautotrafo
En las proximidades de plena carga C2 se En las proximidades de plena carga C2 se abre: el motor soporta una tensión abre: el motor soporta una tensión
ligeramente inferior a la red debido a las ligeramente inferior a la red debido a las caídas de tensión en el devanado del caídas de tensión en el devanado del
autotrafoautotrafo
Se cierra C3: el motor soporta toda la Se cierra C3: el motor soporta toda la tensión de la redtensión de la red
Se cierra C3: el motor soporta toda la Se cierra C3: el motor soporta toda la tensión de la redtensión de la red
70
C3
M
C1
R
S
T
C3
M
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
Fases del arranque con Fases del arranque con autotransformadorautotransformador
Ligera Ligera caída de caída de tensióntensión
71
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronos: arranque Y asíncronos: arranque Y -- DD
Xs RsIarrXR’ RR’
3líneaV
Xs RsIarrXR’ RR’
3líneaV Se desprecia Se desprecia
la rama en la rama en paraleloparalelo
Se desprecia Se desprecia la rama en la rama en paraleloparalelo
S=1S=1
Circuito equivalente del motor Circuito equivalente del motor durante el arranquedurante el arranque
ZccIarr
3líneaV
ZccIarr
3líneaV
CC
línea
arranque Z
V
I 3=CC
línea
arranque Z
V
I 3=
El arranque estrella El arranque estrella -- triángulo consiste en conectar los devanados del triángulo consiste en conectar los devanados del motor en estrella para arrancar la máquina conmutando a conexión en motor en estrella para arrancar la máquina conmutando a conexión en
triángulo una vez que la máquina ha elevado su velocidad triángulo una vez que la máquina ha elevado su velocidad
El motor conectado en estrella consume menos corriente y entrega El motor conectado en estrella consume menos corriente y entrega menos par. De este modo, se limita la corriente de arranque. menos par. De este modo, se limita la corriente de arranque.
72
El arranque de los motores El arranque de los motores asíncronos: arranque Y asíncronos: arranque Y -- DD
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI −Iarr-triángulo
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI −Iarr-triángulo
Vlínea
CC
línea
estrellaarr Z
V
I 3=−CC
línea
estrellaarr Z
V
I 3=−CC
líneatriánguloarr Z
VI 3=−
CC
líneatriánguloarr Z
VI 3=−
3tr iánguloarr
estrellaarrI
I −− =
3tr iánguloarr
estrellaarrI
I −− =
73
Esta relación es válida para las dos conexiones. La Esta relación es válida para las dos conexiones. La corriente que aparece en ella es la que circula por Zcorriente que aparece en ella es la que circula por Zcccc
estrellaarrtriánguloarr TT −− = 3 estrellaarrtriánguloarr TT −− = 3
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI −Iarr-triángulo
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI −Iarr-triángulo
Vlínea
3triánguloarr
estrellaarrI
I −− =
3triánguloarr
estrellaarrI
I −− =
23ArranqueRR
SArranque 'I'RT ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ==== 23
ArranqueRRS
Arranque 'I'RT ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ
====
23estrellaArrRR
SestrellaArr 'I'RT −−−−−−−− ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ==== 23
estrellaArrRRS
estrellaArr 'I'RT −−−−−−−− ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅ΩΩΩΩ
====2
3
3
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ==== −−−−
−−−−triánguloArrR
RS
triánguloArr'I
'RT2
3
3
⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅
ΩΩΩΩ==== −−−−
−−−−triánguloArrR
RS
triánguloArr'I
'RT
74
Arrancadores estáticos con microprocesador de Arrancadores estáticos con microprocesador de potencias hasta 2500 kW 7200Vpotencias hasta 2500 kW 7200V
Arrancador 90 kW 690VArrancador 90 kW 690VArrancador 90 kW 690VArrancador 90 kW 690V
Arrancador 4 kWArrancador 4 kWArrancador para Arrancador para aplicaciones aplicaciones
navales y militaresnavales y militares
ArrancadoresArrancadoresestáticosestáticos
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
75
El frenado eléctrico de los El frenado eléctrico de los motores asíncronosmotores asíncronos
Existen aplicaciones en las que es necesario poder aplicar un par de Existen aplicaciones en las que es necesario poder aplicar un par de frenado al motor que permita detenerlo rápidamente: ascensores, frenado al motor que permita detenerlo rápidamente: ascensores, grúas, cintas transportadoras, tracción eléctrica, etc. En este caso, grúas, cintas transportadoras, tracción eléctrica, etc. En este caso, las propiedades eléctricas de la máquina se utilizan para lograr el las propiedades eléctricas de la máquina se utilizan para lograr el
frenado.frenado.
FRENADO REGENERATIVO O POR FRENADO REGENERATIVO O POR RECUPERACIÓN DE ENERGÍARECUPERACIÓN DE ENERGÍA
FRENADO POR CONTRACORRIENTE O FRENADO POR CONTRACORRIENTE O CONTRAMARCHACONTRAMARCHA
FRENADO DINÁMICO (Por inyección FRENADO DINÁMICO (Por inyección de CC)de CC)
TIPOS DE FRENADO TIPOS DE FRENADO ELÉCTRICOELÉCTRICO
76
Par resistentePar resistentePar resistentePar resistente
Velocidad (RPM)Velocidad (RPM)Velocidad (RPM)Velocidad (RPM)
ParParParPar
Curva de Curva de funcionamiento funcionamiento con con 2P2P polospolos
Curva de Curva de funcionamiento funcionamiento con con PP polospolos
NNsPsPNNs2Ps2PFRENADO FRENADO REGENERATIVOREGENERATIVO
El frenado eléctrico de los El frenado eléctrico de los motores asíncronosmotores asíncronos
Zona de Zona de funcionamiento funcionamiento como frenocomo freno
Para frenar se modifican las conexiones del estator pasando de Para frenar se modifican las conexiones del estator pasando de PP polos a polos a 2P2Ppolos. El frenado se consigue polos. El frenado se consigue al convertirse el motor en generadoral convertirse el motor en generador. La energía . La energía
generada se disipa en resistencias o se devuelve a la redgenerada se disipa en resistencias o se devuelve a la red
Pf
N Ps⋅= 60
2 Pf
N Ps⋅= 60
2
PsPs NPf
Pf
N 2260
2
2
60 =⋅=⋅= PsPs NPf
Pf
N 2260
2
2
60 =⋅=⋅=
77
El frenado eléctrico de los El frenado eléctrico de los motores asíncronosmotores asíncronos
MMRRSSTT
MMRRSSTT
Funcionamiento Funcionamiento normal: giro en un normal: giro en un
sentidosentido
Frenado a Frenado a contracorrientecontracorriente: inver: inver--sión del sentido de girosión del sentido de giro
Par resistentePar resistentePar resistentePar resistente
CorrienteCorrienteCorrienteCorriente
Giro Giro horariohorarioGiro Giro horariohorario
Giro antiGiro anti--horariohorarioGiro antiGiro anti--horariohorario
ZONA ZONA DE DE FRENOFRENO
ZONA ZONA DE DE FRENOFRENO
S>1S>1S>1S>1
SS
S
S
S
NN
NNN
NNN
S +=+=−
−−= 1SS
S
S
S
NN
NNN
NNN
S +=+=−
−−= 1
21 ≅> SS 21 ≅> SS
Par de frenado bajoPar de frenado bajo Frenado en zona inestaFrenado en zona inesta--
ble de la curva Parble de la curva Par--SS Corriente durante el freCorriente durante el fre--
nado muy altanado muy alta Solicitación del rotor muy Solicitación del rotor muy
elevadaelevada Necesario construcción Necesario construcción
especialespecial
LIMITACIONESLIMITACIONES
78
El frenado eléctrico de los El frenado eléctrico de los motores asíncronosmotores asíncronos
El El FRENADO DINÁMICOFRENADO DINÁMICO consiste en dos acciones sobre el consiste en dos acciones sobre el funcionamiento del motor: eliminación de la alimentación en alterna funcionamiento del motor: eliminación de la alimentación en alterna
e inyección de CC por el estator.e inyección de CC por el estator.
La inyección de CC provoca la aparición de un campo de eje fijo que La inyección de CC provoca la aparición de un campo de eje fijo que genera un par de frenadogenera un par de frenado
Equipo para el frenado de Equipo para el frenado de motores asíncronos por motores asíncronos por
inyección de CC (Potencia inyección de CC (Potencia 315 kW)315 kW)
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
Resistencias para frenado Resistencias para frenado reostático de motoresreostático de motores
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
79
Cálculo de tiempos de Cálculo de tiempos de arranque y frenado arranque y frenado
∫ ⋅= dmrJ 2∫ ⋅= dmrJ 2 2mKg⋅ 2mKg⋅
Momento de inercia de un Momento de inercia de un cuerpo de masa cuerpo de masa mm respecto a respecto a un eje. un eje. rr es la distancia al ejees la distancia al eje
[ ]dtd
JJTT argcmotRωωωω+=− [ ]dtd
JJTT argcmotRωωωω+=−
Ecuación de la dinámica de rotación: Ecuación de la dinámica de rotación: TT es el par motor, es el par motor, TTRR el par el par
resistente resistente JJmotmot el momento de el momento de inercia del motor, inercia del motor, JJcargcarg el de la carga el de la carga
y y ωωωωωωωω la pulsación de girola pulsación de giro
ωωωωωωωω
dTT
JJt
nominal
R
argcmotarranque ⋅
−+
= ∫0
ωωωωωωωω
dTT
JJt
nominal
R
argcmotarranque ⋅
−+
= ∫0
Integrando la Integrando la ecuación se obtiene ecuación se obtiene
el tiempo de el tiempo de arranquearranque
[ ] ωωωωωωωω
dTTT
JJt
nominalfrenoR
argcmotfrenado ⋅
+−+
= ∫0
[ ] ωωωωωωωω
dTTT
JJt
nominalfrenoR
argcmotfrenado ⋅
+−+
= ∫0 TTRR+ T+ Tfrenofreno es el par es el par
resistente total si se resistente total si se incluye un incluye un
procedimiento procedimiento adicional de frenadoadicional de frenado
80
La variación de velocidad de La variación de velocidad de los motores asíncronoslos motores asíncronos
Variación de la Variación de la velocidad de giro de la velocidad de giro de la
máquinamáquina
Variación de la Variación de la velocidad del campo velocidad del campo
giratoriogiratorio
Variar PVariar PVariar fVariar f
Cambio en la Cambio en la conexión del conexión del
estatorestator
Variación Variación discreta de discreta de la velocidadla velocidad
Sólo posible 2 o 3 Sólo posible 2 o 3 velocidades velocidades distintasdistintas
Motores con Motores con devanados devanados especialesespeciales
Equipo Equipo eléctrónico para eléctrónico para variar frecuencia variar frecuencia
de redde red
Control de Control de velocidad en velocidad en
cualquier rango cualquier rango para cualquier para cualquier
motormotor
Pf
NS⋅= 60Pf
NS⋅= 60
81
La variación de velocidad de los La variación de velocidad de los motores asíncronos: métodos motores asíncronos: métodos
particularesparticularesResistencia rotórica Resistencia rotórica crecientecrecienteResistencia rotórica Resistencia rotórica crecientecreciente
RRRR’’11RRRR’’11
ParParParPar
SSSS
RRRR’’22RRRR’’22RRRR’’33RRRR’’33
Variación de la Variación de la velocidadvelocidad
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR INSERCIÓN DE RESISTENCIAS INSERCIÓN DE RESISTENCIAS
ROTÓRICAS EN MOTORES DE ROTOR ROTÓRICAS EN MOTORES DE ROTOR BOBINADOBOBINADO
Variación de la Variación de la velocidadvelocidad
Variación de la Variación de la velocidadvelocidad
0,8V0,8Vnn0,8V0,8Vnn
VnVnVnVn
Reducción tensiónReducción tensiónReducción tensiónReducción tensiónParParParPar
SSSS
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR REDUCCIÓN DE LA TENSIÓNREDUCCIÓN DE LA TENSIÓN
BAJO RANGO DE VARIACIÓNBAJO RANGO DE VARIACIÓN
REDUCCIÓN DEL PAR MOTORREDUCCIÓN DEL PAR MOTORBAJO RANGO DE VARIACIÓNBAJO RANGO DE VARIACIÓN
82
La variación de velocidad de los La variación de velocidad de los motores asíncronos: Variación de motores asíncronos: Variación de
la frecuenciala frecuencia
ffnnffnn
Reducción Reducción frecuenciafrecuenciaReducción Reducción frecuenciafrecuencia
ParParParPar
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE LA FRECUENCIAVARIACIÓN DE LA FRECUENCIA
NNSSNNSS
0,75f0,75fnn0,75f0,75fnn
0,75N0,75NSS0,75N0,75NSS
0,5f0,5fnn0,5f0,5fnn
0,5N0,5NSS0,5N0,5NSS
SSSS
Pf
NS⋅= 60Pf
NS⋅= 60
VARIANDO DE FORMA CONTINUA VARIANDO DE FORMA CONTINUA LA FRECUENCIA SE PUEDE LA FRECUENCIA SE PUEDE
VARIAR DE FORMA CONTÍNUA LA VARIAR DE FORMA CONTÍNUA LA VELOCIDADVELOCIDAD
VARIANDO DE FORMA CONTINUA VARIANDO DE FORMA CONTINUA LA FRECUENCIA SE PUEDE LA FRECUENCIA SE PUEDE
VARIAR DE FORMA CONTÍNUA LA VARIAR DE FORMA CONTÍNUA LA VELOCIDADVELOCIDAD
Al reducir la frecuencia aumenta el Al reducir la frecuencia aumenta el flujo. Para evitar que la máquina se flujo. Para evitar que la máquina se sature es necesario mantener la sature es necesario mantener la
relación relación V/f constanteV/f constante: al : al disminuir f se disminuye V y disminuir f se disminuye V y
viceversaviceversa
Al reducir la frecuencia aumenta el Al reducir la frecuencia aumenta el flujo. Para evitar que la máquina se flujo. Para evitar que la máquina se sature es necesario mantener la sature es necesario mantener la
relación relación V/f constanteV/f constante: al : al disminuir f se disminuye V y disminuir f se disminuye V y
viceversaviceversa
83
La variación de velocidad de los La variación de velocidad de los motores asíncronos: variación de motores asíncronos: variación de
la frecuenciala frecuencia
Rectificador Inversor
Motor deInducción
Sistemaeléctricotrifásico
FiltroRectificador Inversor
Motor deInducción
Sistemaeléctricotrifásico
Filtro
INVERSOR PWMINVERSOR PWM
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+
Rmot Smot Tmot
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+
Rmot Smot Tmot
84
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+
Rmot Smot Tmot
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+
Rmot Smot Tmot
Funcionamiento del inversorFuncionamiento del inversor
Tensión del rectificador sin filtroTensión del rectificador sin filtro Tensión del rectificador con filtroTensión del rectificador con filtro
La tensión después del La tensión después del condensador es continuacondensador es continuaLa tensión después del La tensión después del condensador es continuacondensador es continua
85
Funcionamiento del inversorFuncionamiento del inversor
El disparo de los IGBT’s se realiza utilizando una técnica conocida El disparo de los IGBT’s se realiza utilizando una técnica conocida como como PWMPWM ((Pulse width modulation) Pulse width modulation) que consiste en comparar una que consiste en comparar una señal (portadora) triangular con una señal (moduladora) senoidalseñal (portadora) triangular con una señal (moduladora) senoidal
De esta comparación se obtiene una señal similar a la senoidal De esta comparación se obtiene una señal similar a la senoidal pero escalonada para cada una de las fases del inversorpero escalonada para cada una de las fases del inversor
Variando la amplitud y frecuencia de moduladora y portadora es Variando la amplitud y frecuencia de moduladora y portadora es posible obtener señales de distinta frecuencia y tensión a la posible obtener señales de distinta frecuencia y tensión a la
salida del inversorsalida del inversor
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
El inversor haciendo El inversor haciendo conmutar los IGBT’s conmutar los IGBT’s “trocea” “trocea” la tensión continua con la que la tensión continua con la que
es alimentadoes alimentado
86
Funcionamiento del inversorFuncionamiento del inversor
1 /f 1
-1
0
1
0 1 /2 f 1
A
1 /f 1
- 1
0
1
0 1 /2 f 1
B
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
20 m S0 20 m S0
Señales modulaSeñales modula--dora y portadoradora y portadoraSeñales modulaSeñales modula--dora y portadoradora y portadora
TENSIÓN DE TENSIÓN DE SALIDA EN SALIDA EN LA FASE RLA FASE R
11
22
Cuando triangular < Cuando triangular < senoidal dispara el 1senoidal dispara el 1Cuando triangular < Cuando triangular < senoidal dispara el 1senoidal dispara el 1
87
Inversor 55 kW Inversor 55 kW 0 0 –– 400 Hz para motor 400 Hz para motor asíncrono con control asíncrono con control
vectorialvectorialInversor 0,75 kW Inversor 0,75 kW 0 0 –– 120 Hz para 120 Hz para
control de máquina control de máquina herramientaherramienta
Inversor 2,2kW Inversor 2,2kW 0 0 –– 400Hz de 400Hz de
propósito generalpropósito general
Convertidor para Convertidor para motor de CCmotor de CC
VariadoresVariadoresde de
velocidadvelocidad
Catálogos comercialesCatálogos comerciales
88
Selección de un motor para Selección de un motor para una aplicación específicauna aplicación específica
SELECCIONAR SELECCIONAR CARCASA Y NIVEL DE CARCASA Y NIVEL DE PROTECCIÓN (IP)PROTECCIÓN (IP)
SELECCIÓNAR POTENCIA SELECCIÓNAR POTENCIA EN FUCIÓN DE LA EN FUCIÓN DE LA
POTENCIA NECESARIA POTENCIA NECESARIA PARA ARRASTRA LA CARGAPARA ARRASTRA LA CARGA
SELECCIONAR VELOCIDAD SELECCIONAR VELOCIDAD (P) EN FUNCIÓN (P) EN FUNCIÓN
VELOCIDAD CARGAVELOCIDAD CARGA
SELECCIONAR FORMA SELECCIONAR FORMA NORMALIZADA DE NORMALIZADA DE
MONTAJE EN FUNCIÓN DE MONTAJE EN FUNCIÓN DE UBICACIÓNUBICACIÓN
SELECCIONAR CLASE DE SELECCIONAR CLASE DE AISLAMIENTO EN FUNCIÓN AISLAMIENTO EN FUNCIÓN Tª ESPERADA Y AMBIENTE Tª ESPERADA Y AMBIENTE
DE TRABAJODE TRABAJO
SELECCIONAR SELECCIONAR CARACTERÍSTICA CARACTERÍSTICA
MECÁNICA EN FUNCIÓN MECÁNICA EN FUNCIÓN DE PAR DE ARRANQUE Y DE PAR DE ARRANQUE Y RESISTENTE DE LA CARGARESISTENTE DE LA CARGAABB ABB –– “Guide for selecting a motor”“Guide for selecting a motor”
89
La máquina asíncrona como La máquina asíncrona como generadorgenerador
La máquina asíncrona se La máquina asíncrona se puede utilizar como generadorpuede utilizar como generador
Por encima de la velocidad Por encima de la velocidad de sincronismo el par se de sincronismo el par se
vuelve resistente y entrega vuelve resistente y entrega energía eléctricaenergía eléctrica
Los generadores asíncronos se Los generadores asíncronos se utilizan en sistemas de utilizan en sistemas de
generación donde la fuente generación donde la fuente primaria es muy variable: primaria es muy variable: energía eólica e hidraúlicaenergía eólica e hidraúlica
La máquina asíncrona La máquina asíncrona convierte energía mecánica convierte energía mecánica en eléctrica siempre que en eléctrica siempre que trabaja por encima de la trabaja por encima de la velocidad de sincronismo. velocidad de sincronismo. NO ES NECESARIO QUE NO ES NECESARIO QUE GIRE A VELOCIDAD GIRE A VELOCIDAD
CONSTANTECONSTANTEEn la actualidad existen máquinas En la actualidad existen máquinas con doble alimentación rotor con doble alimentación rotor ––
estator para mejorar el rendimiento estator para mejorar el rendimiento en generación eólica e hidráulicaen generación eólica e hidráulica
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