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- Motores de inducción trifásicos: construcción, funcionamiento y tipos de motores de inducción trifásicos
Motores de inducción trifásicos: construcción, funcionamiento y tipos de motores de inducción trifásicos
Los motores se utilizan para convertir la forma eléctrica de energía en forma mecánica. Según el tipo de fuente de alimentación, los motores se clasifican en motores de corriente alterna y motores de corriente continua. En la publicación de hoy, Varios tipos de motores de inducción trifásicos en el trabajo y la aplicación.
de Motor de inducción especialmente motor de inducción trifásico Motores de CA que se utilizan ampliamente para generar potencia mecánica en aplicaciones industriales. Alrededor del 80% de los motores industriales son motores de inducción trifásicos. Por lo tanto, los motores de inducción son los motores más importantes entre todos los demás tipos de motores.
¿Qué es un motor de inducción trifásico?
Un motor de inducción trifásico es un tipo de motor de inducción de CA que funciona con una fuente de alimentación trifásica, en comparación con un motor de inducción monofásico, que requiere una fuente de alimentación monofásica para funcionar. La corriente de alimentación trifásica crea campos electromagnéticos en los devanados del estator que producirán par en los devanados del rotor de un motor de inducción trifásico con campo magnético.
Estructura de un motor de inducción trifásico
La estructura del motor de inducción es muy simple y robusta. Hay dos partes principales.
estator
Como sugiere su nombre, el estator es la parte estacionaria del motor. El estator del motor de inducción consta de tres partes principales.
- marco del estator
- núcleo del estator
- devanado del estator
marco del estator
El marco del estator es la parte exterior del motor. La función del marco del estator es soportar el núcleo del estator y los devanados del estator.
Proporciona resistencia mecánica a las partes internas del motor. La superficie exterior del marco tiene aletas para disipar el calor y enfriar el motor.
Los bastidores se funden para máquinas pequeñas y se fabrican para máquinas grandes. Según la aplicación, los marcos se fabrican con acero fundido a presión o mecanizado, aluminio/aleación de aluminio o acero inoxidable.
núcleo del estator
La función del núcleo del estator es transportar un flujo magnético alterno que crea histéresis y pérdidas por corrientes de Foucault. Para minimizar estas pérdidas, el núcleo está laminado con un estampado de acero de alta calidad con un espesor de 0,3-0,6 mm.
Estos estampados están aislados entre sí por barniz. Todos los estampados se estampan juntos en la forma del núcleo del estator y se fijan con el marco del estator.
La capa interna del núcleo del estator tiene muchas ranuras.
devanado del estator
Los devanados del estator se colocan en las ranuras del estator disponibles dentro del núcleo del estator. Los devanados trifásicos están dispuestos como devanados de estator. Y los devanados del estator reciben una fuente de alimentación trifásica.
El número de polos del motor depende de la conexión interna de los devanados del estator y determina la velocidad del motor. Un número alto de polos reduce la velocidad y un número bajo de polos acelera. Los polos siempre están emparejados. Por lo tanto, el número total de polos siempre es par. La relación entre la velocidad síncrona y el número de polos es la siguiente.
NORTE.S. = 120pedo /PAG
dónde;
- pedo = frecuencia de suministro
- P = número total de polos
- NORTE.s = velocidad síncrona
Como el final del devanado conectado a la caja de terminales. Por lo tanto, la caja de conexiones tiene 6 terminales (2 para cada fase).
Según la aplicación y el tipo de método de arranque del motor, los devanados del estator se conectan en estrella o triángulo y se realizan conectando los terminales en la caja de terminales.
rotor
Como sugiere su nombre, el rotor es la parte giratoria del motor. Según el tipo de rotor, los motores de inducción se clasifican en:
- motor de inducción jaula de ardilla
- Motor de inducción de bobinado de fase (rotor bobinado) / Motor de inducción de anillo rozante
La construcción del estator es la misma para ambos tipos de motores de inducción. Los tipos de rotores utilizados en los motores de inducción trifásicos se analizan en la sección Tipos de motores de inducción trifásicos a continuación.
Tipos de motores de inducción trifásicos
Los motores trifásicos se dividen principalmente en dos categorías según el devanado del rotor (devanado de la bobina del inducido): jaula de ardilla y anillo deslizante (motor de rotor bobinado).
- motor de inducción jaula de ardilla
- motor de inducción bobinado o de anillo rozante
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motor de inducción jaula de ardilla
La forma de este rotor se asemeja a la forma de una jaula de ardilla. Por lo tanto, este motor se conoce como motor de inducción de jaula de ardilla.
La construcción de este tipo de rotor es muy sencilla y robusta. Por lo tanto, casi el 80% de los motores de inducción son motores de inducción de jaula de ardilla.
El rotor consta de un núcleo laminado cilíndrico con ranuras en la circunferencia exterior. Las ranuras no son paralelas, sino sesgadas en ángulo. Ayuda a prevenir el bloqueo magnético entre los dientes del estator y del rotor. Proporciona un funcionamiento suave y reduce el zumbido. Esto aumenta la longitud de los conductores del rotor y aumenta la resistencia del rotor.
Los rotores de jaula de ardilla consisten en barras de rotor en lugar de devanados de rotor. Las barras del rotor están hechas de aluminio, latón o cobre.
Las barras del rotor están permanentemente en cortocircuito por los anillos de los extremos. Entonces crea un camino casi perfecto en el circuito del rotor. Las barras del rotor están soldadas o reforzadas con anillos en los extremos para brindar soporte mecánico.
La barra del rotor está en cortocircuito. Por lo tanto, no se puede agregar resistencia externa al circuito del rotor.
Los anillos colectores y las escobillas no se utilizan en este tipo de rotor. Por tanto, la estructura de este tipo de motor es más sencilla y robusta.
motor de inducción bobinado o de anillo rozante
Los motores de inducción de anillos deslizantes también se conocen como motores de rotor bobinado.El rotor consta de un núcleo cilíndrico laminado con ranuras en la periferia exterior. Los devanados del rotor se colocan en ranuras.
En este tipo de rotor, los devanados del rotor están devanados de tal manera que el número de polos en los devanados del rotor es el mismo que el número de polos en los devanados del estator. Los devanados del rotor se pueden conectar en estrella o en triángulo.
Los terminales finales de los devanados del rotor están conectados a anillos deslizantes. Por lo tanto, este motor se conoce como motor de inducción de anillos deslizantes.
Las resistencias externas se pueden conectar fácilmente al circuito del rotor mediante anillos colectores y escobillas. También es muy útil para controlar la velocidad del motor y mejorar el par de arranque de los motores de inducción trifásicos.
El esquema eléctrico de un motor de inducción trifásico de anillos rozantes con resistencia externa se muestra en la siguiente figura.
Las resistencias externas se utilizan únicamente con fines de arranque. Si se deja conectado durante el funcionamiento, aumentará la pérdida de cobre del rotor.
La alta resistencia del rotor es buena para las condiciones de arranque. Entonces, la resistencia externa está conectada al circuito del rotor en la condición de arranque.
El anillo deslizante se pone en cortocircuito por el collar de metal cuando el motor está funcionando a una velocidad cercana a su velocidad real. Esta configuración elimina las escobillas y las resistencias externas del circuito del rotor.
Esto reduce las pérdidas de cobre del rotor y la fricción de las escobillas. La construcción del rotor es un poco más complicada en comparación con el motor de jaula de ardilla debido a la presencia de escobillas y anillos colectores.
El mantenimiento de este motor es más. Por lo tanto, este motor solo se utiliza cuando se requiere un control de velocidad variable y un alto par de arranque. De lo contrario, se prefieren los motores de inducción de jaula de ardilla a los motores de inducción de anillos deslizantes.
Principio de funcionamiento de un motor de inducción trifásico
Los devanados del estator se superponen 120° (eléctricamente) entre sí. Cuando los devanados del estator reciben alimentación trifásica, se induce un campo magnético giratorio (RMF) en el circuito del estator.
La velocidad del campo magnético giratorio es la velocidad síncrona (NS.).
Según la ley de Faraday, la EMF es inducida en un conductor por la tasa de cambio del flujo magnético (dΦ/dt). El circuito del rotor corta el campo magnético del estator y la FEM inducida en las barras del rotor o los devanados del rotor.
El circuito del rotor es un atajo. Por lo tanto, esta corriente EMF hace que fluya una corriente en el circuito del rotor.
Ahora sabemos que un conductor que lleva corriente induce un campo magnético. Por lo tanto, la corriente del rotor induce un segundo campo magnético.
El movimiento relativo entre el flujo del estator y el flujo del rotor hace que el rotor comience a girar para reducir la causa del movimiento relativo. El rotor intenta atrapar el flujo del estator y comienza a girar.
El sentido de giro viene dado por la ley de Lenz. y la dirección del campo magnético giratorio inducido por el estator.
Aquí la corriente del rotor es generada por la inductancia. Por lo tanto, este motor se conoce como motor de inducción.
La velocidad del rotor es más lenta que la velocidad síncrona. El rotor trata de atrapar el campo magnético giratorio del estator. Pero nunca lo atrapa. Por lo tanto, la velocidad del rotor es ligeramente más lenta que la de la velocidad síncrona.
La velocidad síncrona depende del número de polos y de la frecuencia de la fuente de alimentación. La diferencia entre la velocidad real del rotor y la velocidad síncrona se conoce como deslizamiento.
¿Por qué el deslizamiento de un motor de inducción no es cero?
El deslizamiento es cero cuando la velocidad real del rotor es igual a la velocidad síncrona. Para motores de inducción, esta condición nunca ocurre.
Porque cuando el deslizamiento es cero, ambas velocidades son iguales y no hay movimiento relativo. Por lo tanto, no hay FEM inducida en el circuito del rotor y la corriente del rotor es cero. Por lo tanto, el motor no puede girar.
Los motores de inducción son motores eléctricos muy utilizados en la industria. Porque las ventajas superan a las desventajas.
Ventajas y desventajas de los motores de inducción.
ventaja
Las ventajas de los motores de inducción son:
- La estructura del motor es muy simple y robusta.
- El funcionamiento de un motor de inducción es muy sencillo.
- Puede funcionar en todas las condiciones ambientales.
- La eficiencia del motor es muy alta.
- Los motores de inducción requieren menos mantenimiento en comparación con otros motores.
- Es un motor de excitación simple. Por lo tanto, solo se requiere una fuente. No requiere una fuente de alimentación de CC externa para la excitación como un motor síncrono.
- Los motores de inducción son motores de arranque automático. Por lo tanto, no se requiere ningún equipo auxiliar adicional para iniciar el funcionamiento normal.
- El costo de este motor es muy económico en comparación con otros motores.
- La vida de este motor es muy larga.
- Menos respuesta de armadura.
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Contras
Los inconvenientes del motor son:
- En condiciones de carga ligera, el factor de potencia es muy bajo. Y atrae más corriente. Como resultado, la pérdida de cobre aumenta y la eficiencia disminuye con cargas ligeras.
- El par de arranque de este motor (motor de inducción de jaula de ardilla) no es pequeño.
- Un motor de inducción es un motor de velocidad constante. Las aplicaciones que requieren velocidad variable no utilizan este motor.
- El control de velocidad de este motor es difícil.
- Los motores de inducción tienen una gran corriente de irrupción de arranque. Esto reduce el voltaje en el arranque.
Aplicación de motor de inducción trifásico.
Los motores de inducción se utilizan principalmente en aplicaciones industriales.de motor de inducción de jaula Utilizado en aplicaciones domésticas e industriales, especialmente cuando no se requiere control de velocidad del motor, tales como:
- bomba y sumergible
- maquina de prensa
- máquina del torno
- Amoladora
- Transportador
- molino de harina
- compresor
- y otras aplicaciones de baja potencia mecánica
de motor de anillo deslizante Se utiliza en aplicaciones de carga pesada donde se requiere un alto par inicial, como:
- molino de acero
- elevar
- maquinaria de grúa
- izar
- eje de transmisión
- y otro taller de máquinas pesadas, etc.
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