UTN FRMza. (Ing. Electrónica) MÁQUINAS E INSTALACIONES ELÉCTRICAS UNIDAD Nº 3 Hoja: 1 de 53
Máquinas e Instalaciones Eléctricas
UNIDAD Nº 3
Motores asíncronos
Principio de Funcionam ient o. Const it ución de la m áquina asíncrona t rifásica. Tipos de m ot ores: Rot or bobinado,
j aula de ardillas, doble j aula de ardillas, rot or de ranuras profundas. Par en los Mot ores de Jaula de Ardilla. Campo
Magnético Giratorio. Conexión de los Devanados. Cambio del Sentido de Giro del Motor.
Deslizam ient o. Frecuencias de la corrient e del rot or. Circuit o equivalent e con el rot or parado. Circuit o equivalent e
con el rot or girando. Circuit o equivalent e del m ot or asíncrono t rifásico. Funcionam ient o: en vacío, con rot or
parado, en carga.
Circuito equivalente: Reducción del rotor al estator. Balance de potencias. Rendimiento.
Par de rotación en el motor asíncrono.
Par de rot ación en la m áquina asíncrona. Funcionam ient o com o m ot or. Funcionam ient o com o generador.
Funcionamiento como freno.
Ensayo de vacío o de rotor libre. Ensayo de cortocircuito o de rotor bloqueado.
Arranque. Arranque direct o. Arranque est rella- t riángulo. Arranque por resist encias est at óricas. Arranque por
resistencias rotóricas. Arranque por autotransformador. Variación de velocidad de los motores asíncronos.
Motor asíncrono monofásico. Arranque: Método de fase partida, método de espira de sombra.
Pr incipio de Funcionamient o
Para explicar el funcionamiento de un motar asíncrono trifásico, nos vamos a servir del siguiente símil. Supongamos
que tenemos un imán moviéndose a lo largo de una escalerilla conductora tal y como se indica en la figura adjunta. Este
imán en su desplazamiento a velocidad v provoca una variación de flujo sobre los recintos cerrados que forman los
peldaños de la escalera. Esta variación de flujo genera una f.e.m., definida por la Ley de Faraday:
d
e
dt
que a su vez hace que por dichos recintos circule una corriente. Esta corriente eléctrica provoca la aparición de una
fuerza sobre la escalera definida por F = I L B que hace que la escalera se desplace en el mismo sentido que lo hace el
imán.
La escalera nunca podrá desplazarse a la velocidad del imán, pues en el supuesto caso de que se desplazase a la misma
velocidad que el imán, la variación de flujo sobre los recintos cerrados sería nula, y por tanto la f.e.m. inducida también
y por tanto la fuerza resultante también sería nula.
En un motor asíncrono la escalera es el desarrollo
lineal del rotor y el campo magnético que se desplaza
es originado por un sistema trifásico de corrientes que
circulan por el estator (Teorema de Ferraris)
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Const it ución de la Máquina Asíncr ona Tr if ásica
Tipos de Mot or es
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Mot or con Rot or Bobinado
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Mot or con Rot or en Jaula de Ar dilla
Mot or con Rot or en Doble Jaula de Ar dilla
El rotor en estos motores está constituido por dos jaulas, una externa, de menor sección y material de alta resistividad, y
otra interna de sección mayor y material de baja resistividad. Ambas jaulas están separadas entre sí en cada ranura por
medio de una delgada rendija que aumenta el flujo de dispersión en la jaula inferior. De este modo se consigue una jaula
exterior de alta resistencia y baja reactancia y una jaula interior de baja resistencia y baja reactancia.
En el arranque (la reactancia predomina sobre la resistencia, pues f es grande) la corriente fluye en su mayor parte por
la jaula exterior (menor reactancia).
A la velocidad nominal (las resistencia predomina sobre la reactancia, f es muy pequeña) la corriente fluye en su mayor
parte por la jaula interior (menor resistencia).
Con todo esto se consigue que en el arranque la resistencia se alta, lo que implica alto par de arranque y baja intensidad,
y a la velocidad nominal, como la resistencia es baja, se tiene buen rendimiento.
Máquinas e Instalaciones Eléctricas
UNIDAD Nº 3
Motores asíncronos
Principio de Funcionam ient o. Const it ución de la m áquina asíncrona t rifásica. Tipos de m ot ores: Rot or bobinado,
j aula de ardillas, doble j aula de ardillas, rot or de ranuras profundas. Par en los Mot ores de Jaula de Ardilla. Campo
Magnético Giratorio. Conexión de los Devanados. Cambio del Sentido de Giro del Motor.
Deslizam ient o. Frecuencias de la corrient e del rot or. Circuit o equivalent e con el rot or parado. Circuit o equivalent e
con el rot or girando. Circuit o equivalent e del m ot or asíncrono t rifásico. Funcionam ient o: en vacío, con rot or
parado, en carga.
Circuito equivalente: Reducción del rotor al estator. Balance de potencias. Rendimiento.
Par de rotación en el motor asíncrono.
Par de rot ación en la m áquina asíncrona. Funcionam ient o com o m ot or. Funcionam ient o com o generador.
Funcionamiento como freno.
Ensayo de vacío o de rotor libre. Ensayo de cortocircuito o de rotor bloqueado.
Arranque. Arranque direct o. Arranque est rella- t riángulo. Arranque por resist encias est at óricas. Arranque por
resistencias rotóricas. Arranque por autotransformador. Variación de velocidad de los motores asíncronos.
Motor asíncrono monofásico. Arranque: Método de fase partida, método de espira de sombra.
Pr incipio de Funcionamient o
Para explicar el funcionamiento de un motar asíncrono trifásico, nos vamos a servir del siguiente símil. Supongamos
que tenemos un imán moviéndose a lo largo de una escalerilla conductora tal y como se indica en la figura adjunta. Este
imán en su desplazamiento a velocidad v provoca una variación de flujo sobre los recintos cerrados que forman los
peldaños de la escalera. Esta variación de flujo genera una f.e.m., definida por la Ley de Faraday:
d
e
dt
que a su vez hace que por dichos recintos circule una corriente. Esta corriente eléctrica provoca la aparición de una
fuerza sobre la escalera definida por F = I L B que hace que la escalera se desplace en el mismo sentido que lo hace el
imán.
La escalera nunca podrá desplazarse a la velocidad del imán, pues en el supuesto caso de que se desplazase a la misma
velocidad que el imán, la variación de flujo sobre los recintos cerrados sería nula, y por tanto la f.e.m. inducida también
y por tanto la fuerza resultante también sería nula.
En un motor asíncrono la escalera es el desarrollo
lineal del rotor y el campo magnético que se desplaza
es originado por un sistema trifásico de corrientes que
circulan por el estator (Teorema de Ferraris)
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Const it ución de la Máquina Asíncr ona Tr if ásica
Tipos de Mot or es
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Mot or con Rot or Bobinado
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Mot or con Rot or en Jaula de Ar dilla
Mot or con Rot or en Doble Jaula de Ar dilla
El rotor en estos motores está constituido por dos jaulas, una externa, de menor sección y material de alta resistividad, y
otra interna de sección mayor y material de baja resistividad. Ambas jaulas están separadas entre sí en cada ranura por
medio de una delgada rendija que aumenta el flujo de dispersión en la jaula inferior. De este modo se consigue una jaula
exterior de alta resistencia y baja reactancia y una jaula interior de baja resistencia y baja reactancia.
En el arranque (la reactancia predomina sobre la resistencia, pues f es grande) la corriente fluye en su mayor parte por
la jaula exterior (menor reactancia).
A la velocidad nominal (las resistencia predomina sobre la reactancia, f es muy pequeña) la corriente fluye en su mayor
parte por la jaula interior (menor resistencia).
Con todo esto se consigue que en el arranque la resistencia se alta, lo que implica alto par de arranque y baja intensidad,
y a la velocidad nominal, como la resistencia es baja, se tiene buen rendimiento.
