MAQUINAS ELECTRICAS

MAQUINAS ELECTRICAS

INSTITUTO TECNOLGICO DE APIZACOTEMA: MOTORES DE CORREINTE ALTERNA DOCENTE: AZAREL MARTINEZ ACEVEDO

ALUMNO: CRISTOPHER YAHVE GARCA SOSA

MATERIA: MAQUINAS ELECTRICAS

CARRERA: ING. MECATRONICA

GRADO: QUINTO SEMESTRE

5.- MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA 5.1 PRINCIPIOS Y ANALISIS DE LOS MOTORES: 5.1.1 JAULA DE ARDILLA 5.1.2 MOTOR CON ROTOR BOBINADO INTRODUCCIN Los motores de corriente alterna son los que tienen mayor uso en la industria y en la vida cotidiana debido a que por ser el tipo de corriente que suministran las compaas suministradoras, son los que mayor demanda tienen. En esta unidad se analizarn las partes principales que componen a un motor de corriente alterna de induccin tipo jaula de ardilla, as mismo se describir el principio bsico de operacin, las caractersticas de operacin, las prdidas elctricas que se presentan en la mquina para poder obtener su circuito equivalente, de igual manera se analizarn los tipos de conexiones trifsicos de mayor uso. En la segunda parte se analiza el motor de corriente alterna tipo rotor devanado y los motores monofsicos de corriente alterna CONSTRUCCION DE UN MOTOR DE INDUCCION (JAULA DE ARDILLA Y ROTOR DEVANADO)Un motor de induccin tiene fsicamente el mismo estator que una maquina sncrona pero con un rotor de construccin diferente. En la figura 5.1 el tipo estator con dos polos. Se parece y es igual al estator de una maquina sncrona. Hay dos diferentes tipos de rotores de motores de induccin que pueden utilizarse dentro del estator. Uno se llama rotor de jaula de ardilla o rotor jaula y el otro rotor devanado.Las figuras 5.2 y 5.3 muestran los rotores tipo jaula de ardilla de los motores de induccin. Estos constan una seria de barras conductoras dispuestas dentro de ranuras labradas en la cara del rotor y en corto circuito en alguno de sus extremos mediante grandes anillos de corto circuito. A este diseo se le llama rotor de jaula de ardilla por que los conductores, si se examinan por si solos, parecen una de las ruedas de ejercicio donde las ardillas o hmster corren.

FIGUR 5.1 estator de un motor de induccin tpico que muestra los devanados del estator.

FIGURA 5.2 y 5.3 dibujo de un motor de jaula de ardilla y un motor de jaula de ardilla tpico

El otro tipo de rotor es un rotor devanado. Un rotor devanado tiene un conjunto completo de devanados trifsicos que son imgenes espectaculares de los devanados del estator. Las tres fases de los devanados del rotor normalmente estn conectados en Y, y los extremos de los tres alambres del rotor estn unidos a los anillos rozantes en el eje del rotos. Los dbanos del rotos estn cortocircuitados por medio de escobillas montadas en los anillos rozantes. Por lo tanto, los rotores devanados de los motores de induccin tienen corriente en el rotor accesible en las escobillas del estator, donde se puede examinar y donde es posible insertar una resistencia extra en los circuitos del rotor. Se puede sacar ventaja de este hecho para modificar las caractersticas par-velocidad del motor en la figura 5.4 se observan dos rotores devanados y en la figura 5.5 se muestra un motor de induccin de motor devanado.Los rotores devanados de los motores de induccin son mas grandes que los motores de induccin de jaula de ardilla y requiere mucho mas mantenimiento debido al desgaste asociado con las escobillas y los anillos rozantes. Como resultado rara vez se utilizan los rotores devanados en los motores de induccin

FIGURA 5.4 rotores devanados tpicos para motores de induccin. Ntese los anillos rozantes y las barras que los conectan con los devanados del motor.

FIGURA 5.5 diagrama de corte de un motor de induccin devanado. Ntese las escobillas y los anillos rozantes. Tambin ntese que los devanados del rotor estn sesgados para eliminar los armnicos de ranura

PARTES CONSTITUTIVAS DE LOS MOTORES DE CORRIENTE ALTERNAEn la figura 5.6 se aprecian las partes principales que componen a un motor de corriente alterna de induccin tipo jaula de ardilla.

FIGURA 5.6 Partes de un motor de induccin de corriente alterna tipo jaula de ardilla

1. Tapa frontal. 8. Estator.

2. Caja de conexiones. 9. Tornillos de sujecin

3. Placa de datos. 10. Rodamientos

4. Rotor. 11. Empaques.

5. Ventilador. 12. Tapa posterior

6. Tapa del ventilador. 13. Tornillos de sujecin

7. Tapa de la caja de conexiones.

Las partes principales del motor de corriente alterna tipo jaula de ardilla son el rotor y el estator. Estator Carcasa: Es la estructura que sirve como soporte del motor, por lo general se construye de hierro fundido acero o aluminio, es resistente a la corrosin y en la mayora de los casos presentan aletas que permiten un enfriamiento mucho ms rpido del motor. Ncleo: El ncleo magntico del estator est compuesto de chapas de acero magntico con tratamiento trmico para reducir al mnimo las prdidas el hierro. Devanado: El devanado del estator est compuesto por tres bobinas con iguales caractersticas, una por fase formando un sistema trifsico para conectarse a la red de suministro. El material utilizado es cobre.

Rotor Eje: El eje del motor tambin conocido como flecha, es el encargado de transmitir la potencia mecnica desarrollada por motor y recibe un tratamiento trmico para evitar problemas con deformacin y fatiga. Ncleo de chapas: Estas tienen las mismas caractersticas que las del estator. Barras y anillos de cortocircuito: estas son fabricadas con aluminio, cobre o bronce y fundidos a presin en una pieza nica.

Para que motor gire con menos ruido las ranuras y las barras se colocan ligeramente inclinadas respecto al eje del rotor formando hileras simples. Las aletas de los anillos terminales y el ventilador colocado al final del eje sirven para impulsar a travs del motor el aire necesario para extraer el calor debido a las prdidas. El eje gira sobre rodamientos de bola, ocasionalmente sobre cojinetes friccin de modo que entre el rotor y el estator se obtenga un entre hierro relativamente estrecho, de aproximadamente 0.2 a 1 mm [1]-[3].

PRINCIPIOS BSICOS DE OPERACIN DEL CAMPO MAGNTICO GIRATORIO. La operacin del motor trifsico de induccin tipo jaula de ardilla se rige bajo el principio de funcionamiento de un transformador, es decir; est basado en la aplicacin de la ley de induccin electromagntica de Faraday y la fuerza de Lorentz en un conductor. Cuando el devanado del estator es conectado a una fuente de suministro trifsica, se produce un campo magntico de una magnitud constante y que gira alrededor de la periferia del rotor a una velocidad sincrnica. ste campo rotatorio induce una fuerza electromotriz en el devanado del rotor. Como el rotor est constituido por barras cortocircuitadas, la tensin inducida produce tambin una corriente inducida en ellas, produciendo su vez su propio campo magntico, mismo que interacta con el campo magntico principal, experimentndose una fuerza o par que hace girar al rotor. A este par desarrollado se le conoce como par de arranque. Cuando el motor es energizado con una carga inicial, se requiere que el par de la carga sea menor que el par de arranque para que el rotor comience a girar. Cuando el motor arranque sin carga, el rotor alcanzar rpidamente una velocidad muy cercana a la velocidad sncrona, sin embargo nunca podr girar a esta velocidad debido a que sus bobinas pareceran fijas respecto al campo rotatorio y no habra fem inducida en ellas. Al no existir una fem inducida en el rotor, no circulara ninguna corriente y como consecuencia no se manifestara ninguna fuerza debida a la no interaccin de los campos magnticos del rotor y estator [1]-[4].

En la figura 5.7 se puede observar lo anteriormente descrito.

Figura 5.7 Rotacin de un cilindro conductor de vida a corrientes inducidasEnseguida se describe el principio de rotacin del campo magntico giratorio [5].

Rotacin del Campo Magntico Inicio En la figura 5.8a, un tiempo de arranque ha sido seleccionado de tal forma que la fase A no tiene flujo actual y sus bobinas asociadas no tienen campo magntico. La fase B hace fluir corriente en la direccin negativa y la fase C hace fluir corriente en la direccin positiva. Basados en la grfica de la figura, B1 y C2 son polos sur y B2 y C1 son polos norte. Las lneas de flujo magnticas dejan el Polo Norte B2 y entran en el Polo Sur prximo, C2. Las lneas de flujo magnticas tambin dejan el Polo Norte C1y entran en el Polo Sur prximo, B1. La suma vectorial de los campos magnticos es indicada por la flecha.

Figura 5.8a Rotacin del campo magntico giratorio-Inicio

Rotacin del Campo Magntico - Tiempo 1 La figura 5.8b muestra el avance del vector de campo magntico cuando cada fase a tenido un desplazamiento de 60. Observe que para el tiempo 1 la fase C no tiene flujo de corriente, y ningn campo magntico se ha desarrollado en C1 y C2. La A de fase hace corriente fluir en la direccin positiva y la B de fase hace corriente fluir en la direccin negativa. Esto quiere decir que serpenteo A1 y B2 son polos del norte y segundo tono artico cardaco de serpenteos y B1 son polos del sur. El vector magntico resultante del campo se ha desplazado 60 en la direccin que gira en sentido del reloj.

Figura 5.8b Rotacin del campo magntico giratorio-Tiempo 1.

Rotacin del campo magntico - Tiempo 2

Figura 5.8c Rotacin del campo magntico giratorio-Tiempo 2.En el tiempo 2, la fase B no tiene flujo de corriente y los devanados B1 y B2 no tienen campo magntico. La corriente en la fase A fluye en la direccin positiva, pero la corriente de la fase C fluye en la direccin negativa. El vector del campo magntico resultante se ha desplazado otro 60 como se puede observar en la figura 5.8c.

Rotacin del Campo Magntico Un ciclo Al final de seis intervalos de tiempo, el campo magntico ha alternado una revolucin completa tal como puede apreciarse en la figura 5.8d. Este proceso se repite 60 veces por segundo para una fuente de tensin de 60 Hz.

Figura 5.2d Rotacin del campo magntico giratorio-1 ciclo

ANLISIS DE LAS CARACTERSTICAS DE FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE INDUCCIN.

Las caractersticas de funcionamiento del motor de induccin tienen que ver con la relacin que guardan sus parmetros elctricos tales como deslizamiento, velocidad, par, voltaje, frecuencia, eficiencia y factor de potencia; todos estos parmetros tambin se relacionan con la carga conectada en el eje del motor.. En la tabla 1, se indican las principales caractersticas de los motores de induccin de jaula ardilla.

Figura 5.9 caractersticas tpicas de motores de induccin de jaula ardilla

De acuerdo con esta tabla, se puede apreciar que las mejores caractersticas se obtienen cuando el motor se trabaja a plena carga o lo ms cercano a ella. Cuando el motor se opera en vaco observamos que el factor de potencia tiende a cero, la eficiencia es cero y la corriente elctrica de motor es mnima. Sin embargo observamos tambin que el deslizamiento es muy cercano a cero cuando el motor se opera sin carga. En la grfica de la figura 5.10 puede observarse alguna de las caractersticas anteriormente indicadas en la tabla, otras ms se observan en la figura 5.11 donde se hace un anlisis del comportamiento del motor ante variaciones de la tensin.

Figura 5.10 efecto de la carga sobre la velocidad, el par desarrollado y la corriente del rotor de un motor de induccin

Figura 5.11 Rendimiento del motor crtico vs variacin en el voltaje,En la figura 5.12 se aprecia el comportamiento del motor cuando se exhibe la carga aplicada a su eje, podemos observar cmo a medida que la carga excede su valor nominal tanto la eficiencia como el factor de potencia disminuyen en la mquina.

Figura 5.12 efecto de grandes cargas sobre la corriente primaria y el factor de potencia del estator

ESTUDIO DE LA CORRIENTE DEL ROTOR PARA LA OBTENCIN DE LA REACTANCIA DE MAGNETIZACIN Y DE DISPERSIN. En un motor de induccin tipo jaula ardilla, cuando se le suministra tensin al devanado del estator, se induce un voltaje en el rotor de la mquina. Por lo general a mayor movimiento relativo entre los campos magnticos del inductor y del inducido, mayor ser el voltaje resultante del rotor y la frecuencia del mismo. Cuando el rotor de la mquina es bloqueado, se presenta el mayor movimiento relativo entre los campos magnticos de rotor y estator, de tal forma que se induce un mayor voltaje y frecuencia en el rotor de la mquina. La magnitud y la frecuencia de voltaje inducido en la parte rotatoria de la mquina son directamente proporcionales al deslizamiento del rotor. De tal forma que si se representa la magnitud de la tensin inducida del rotor a rotor bloqueado como ER0, la magnitud de la tensin inducida con cualquier deslizamiento, quedar definida por la siguiente expresin:

y la frecuencia del voltaje inducido con cualquier deslizamiento por la siguiente ecuacin

La reactancia del rotor de un motor de induccin depende de la inductancia del rotor y de la frecuencia de la tensin adems de la corriente en el rotor. Si consideramos una inductancia del rotor LR, la reactancia estar dada por

Combinando esta ecuacin con la de frecuencia del voltaje inducido con cualquier deslizamiento tenemos

Siendo XR0 la reactancia del rotor bloqueado.En la figura 5.13 se muestra el circuito equivalente del rotor, la intensidad de corriente para este circuito es

Figura 5.13 Modelo del circuito de rotor de un motor de induccin

OBTENCIN DE LAS PRDIDAS EN EL COBRE Y DESLIZAMIENTO DEL ROTOR. Como se indic en el apartado anterior la relacin de los campos magnticos determinan el voltaje inducido en la barra del rotor. La diferencia entre la velocidad sncrono y la velocidad del rotor se conoce como velocidad de deslizamiento y el deslizamiento a su vez nos permite describir el movimiento relativo de los campos y es igual a la velocidad relativa expresada como una fraccin de la unidad o un porcentaje y queda definido por la siguiente expresin

Las prdidas que se producen en un motor de induccin, son muy similares a la de un transformador elctrico con la nica diferencia de que en un motor de induccin la potencia de entrada es una potencia elctrica y la potencia de salida es una potencia mecnica, en la figura 5.14 se aprecian las prdidas que ocurren en la mquina antes de la entrada de potencia hasta su salida. Se puede observar como las primeras prdidas son prdidas elctricas producidas en los devanado del estator y conocidas como prdidas en el cobre, despus aparecen las prdidas de hierro tambin conocidas como prdidas en el ncleo y que obedecen a la cantidad de potencia perdida por histresis y corrientes parsitas en el estator, despus la potencia es transferida al rotor de la mquina a travs del entre hierro existente entre rotor y estator hasta potencia se le conoce como potencia en el entrehierro. Posteriormente se producen las prdidas en el cobre del rotor y las prdidas mecnicas provocadas por la friccin y rozamiento de los elementos en movimiento, finalmente se consideran las prdidas miscelneas para obtener as la potencia de salida en el eje por rotor de la mquina

Figura 5.14 Modelo del circuito de rotor de un motor de induccin OBTENCIN DEL CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIN. Cuando se le registra un motor de induccin trifsico las intensidades de corriente son iguales en magnitud y tienen una diferencia de fase 120 elctricos. Lo mismo ocurre en las corrientes de los devanados del rotor. Debido a que los devanados del estator y del rotor estn acoplados magnticamente, un motor de induccin es muy similar a un transformador trifsico con la nica diferencia que en un motor se tendra el secundario giratorio. Por lo anterior expuesto el motor trifsico puede representarse por fase mediante un circuito equivalente con cualquier deslizamiento. En la figura 5.15 se muestra un circuito equivalente por fase que representa el funcionamiento de un motor de induccin [3], si se observa es el mismo circuito equivalente para un transformador elctrico, slo que en este caso R1 y jX1 representa la resistencia del estator y la reactancia de dispersin del estator, Rc y JXm representan las prdidas magnticas en el ncleo del motor. El transformador ideal representa el entre hierro entre rotor y estator.

Figura 5.15 Circuito equivalente por fase de un motor de induccin trifsicoRr y JXr representan la resistencia y la reactancia del rotor.

La figura 5.16 se muestra el circuito equivalente del motor de induccin referido al lado del estator, tal como se hizo con los circuitos equivalentes del transformador, finalmente en la figura 5.17 se muestra precipite equivalente de la figura 5.16 modificado para representar la resistencia del rotor y de la carga.

Figura 5.16 Circuito equivalente por fase de un motor de induccin trifsico referido al lado del estator

Figura 5.17 Circuito equivalente de la figura5.16 modificado para mostrar las resistencias del rotor y de la carga,

5.2 ARRANQUE Y CONTROL DE VELOCIDAD D ELOS MOTORES DE INDUCCIONArranque de motores A los efectos de reducir la corriente que toma en el momento de arranque este tipo de motores, la cual puede afectar a las instalaciones anexas al mismo, los sistemas que se utilizan son los siguientes:

MOTORES CON ROTOR JAULA DE ARDILLA Arranque directo Se puede realizar siempre que la red pueda suministrar la corriente de arranque, sin afectar otras instalaciones anexas (como computadoras, flujo luminoso en instalaciones de iluminacin por efectos de la cada de tensin, etc). Se utiliza normalmente en motores de pequea potencia. Arranque a tensin reducida Para reducir la corriente de arranque, se aplica a los motores en el momento de arranque una tensin menor a la nominal o de plena potencia. Se debe tener en cuenta que la cupla motora se ve reducida con el cuadrado de la tensin aplicada, por lo que se debe verificar que la cupla resistente sea inferior a esta. Arranque estrella-tringulo El mismo consiste en arrancar el motor con sus bobinados conectados en estrella y luego que alcanza una cierta velocidad, cambiar la conexin a tringulo, recibiendo plena tensin. Con esto se logra reducir la corriente de la lnea a la tercera parte, pero tambin la cupla se reduce a la tercera parte. En la figura 5.17a y 5.18b se ven las curvas de cupla y corriente en el proceso de arranque.

Figura 5.17a Variacin de la cupla en un arranque estrella tringulo

Figura 5.17 b Variacin de la corriente en un arranque estrella tringulo

Figura 5.18 Esquema elctrico de arranque estrella tringulo Este sistema se utiliza para arrancar en vaco o con par resistente dbil. En la figura 5.18 se presenta el esquema elctrico de comando con las protecciones correspondientes.

La secuencia de arranque es el siguiente:

a) Se cierra la llave seccionadora para habilitar con tensin al sistema b) Se cierra el contactor K2, con lo cual se forma el centro de estrella de las bobinas del motor. c) Se cierra el contactor K1 con lo cual el motor recibe tensin del sistema de alimentacin y se produce el arranque. d) Despus de un cierto tiempo predeterminado de acuerdo al tipo de motor, se abre el contactor K2 y se cierra el K3 con lo cual los bobinados se conectan en tringulo y trabaja a plena potencia. Este proceso se realiza en forma automtica y con enclavamientos que no permitan efectuar maniobras errneas que puedan perjudicar el sistema (por ejemplo los contactores K2 y K3 no pueden estar simultneamente cerrados ya que estaramos en presencia de un cortocircuito. Se debe tener en cuenta que para este tipo de arranque, tanto la tensin de suministro como la tensin que soportan las bobinas del motor. En otras palabras la tensin de lnea del suministro debe ser igual a la tensin que soportarn las bobinas conectadas en tringulo. Por ejemplo si la tensin de alimentacin es de 3 x 380 V, la bobina del motor debe ser apta para 380 V. Si en cambio la bobina es apta para 220 V, el motor solo puede trabajar en conexin estrella y no se puede realizar este tipo de arranque.

Arranque con autotransformador

Figura 5.19 Esquema elctrico de arranque con autotransformadorMediante este sistema, la tensin de arranque se puede reducir al valor que se desee de acuerdo a las necesidades. En la figura 5.19 se ha dibujado el esquema elctrico correspondiente.

En este caso al cerrar los contactores K1 y K2, el motor recibe una tensin preestablecida a travs del autotransformador, despus de un cierto tiempo se abren dichos contactores y se cierra el K3, con lo cual el motor trabaja a plena tensin.

Arranque con resistencia o reactancias inductivas en serie con el estator Aqu la tensin se reduce debido a la cada de tensin en la impedancias que colocan en serie con las bobinas estatricas. En la figura 5.20 se observa el esquema elctrico de este tipo de arranque.

Figura 5.20 Arranque con impedanciasLos pasos operativos son: Se cierra el contactor K1 y el motor recibe tensin a travs de las impedancias, cuyo valor se ha predeterminado, luego de un cierto tiempo el contactor K2 se cierra y cortocircuita las impedancia recibiendo el motor plena tensin.

Hay motores que se fabrican con una doble jaula, a los fines de aumentar en el arranque la resistencia del rotor, con lo que se disminuye la corriente y mejora la cupla. La forma constructiva, bsicamente es la dibujada en la figura 5.21.

Figura 5.21 Rotores con doble jaula o con ranura profunda

De esta forma, el flujo de dispersin del conductor externo es mayor que la del interno, ya que las lneas de campo magntico del primero, se cierran en gran magnitud por el aire, mientras que la del conductor interno se cierran prcticamente por el ncleo ferro magntico Esto hace que la inductancia del conductor exterior sea menor que la del interior. En cambio la resistencia hmica del conductor exterior (menor seccin) sea mayor que la del interior. En el momento del arranque la frecuencia de las corrientes rot ricas es mxima, por lo que la jaula exterior presenta una reactancia menor que la interior (y tambin menor impedancia), lo cual lleva a que las corrientes circulen en su mayor parte por la jaula exterior, lo cual trae aparejado mejor cupla de arranque. A medida que aumenta la velocidad la frecuencia de las corrientes del rotor disminuyen y la reactancia va tomando menor influencia y las corrientes comienzan a circular en mayor medida por la jaula interior de menor resistencia. Este tipo de motor tiene la desventaja de su mayor costo, debido a su dificultad constructiva.

MOTORES CON ROTOR BOBINADO En este tipo de motores, el arranque se efecta agregando resistencias al rotor, con lo cual se reduce la corriente de arranque y adems se aumenta la cupla de arranque. Las resistencias se van quitando a medida que el motor toma velocidad, para quedar totalmente excluidas en funcionamiento normal (de lo contrario en las mismas se tendra un valor de prdidas indeseable). Un esquema elctrico de este tipo de motor es el de la figura 5.22. El motor arranca con mxima resistencia incluida en el rotor o sea con los contactores K2 y K3 abiertos y luego se cierran primero el K3 y luego el K2, con lo que quedan totalmente eliminadas.

Figura 5.22 Arranque mediante resistencias de motor con rotor bobinado Este sistema utiliza un juego de tiristores, montados de a pares y en oposicin de fase. En funcin del instante y del ngulo de encendido de los tiristores, se puede variar la tensin aplicada al motor. En la figura 5.23 se muestra la forma de actuar del sistema

Figura 5.23 Detalle de suministro de tensin al motor, mediante la modificacin del ngulo de encendido

CONTROL DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES DE INDUCCIN.

La velocidad en los motores de induccin depende de la velocidad del campo magntico giratorio, y su expresin es la siguiente:nmotor=fsx 60 x (1 S) p

Donde:fs= frecuencia del estator.P= nmeros de pares de polos de la mquina.S= deslizamiento de la mquina.De la ecuacin podemos observar que es posible variar la velocidad del motor de tres formas:a)Cambiando el nmero de pares de polos(P)b)Cambiando el deslizamiento(S)c)Cambiando la frecuencia de la fuente de suministro(fs)Lo anterior se puede expresar mediante un siguiente diagrama en bloques.

Variacin del nmero de polosLa variacin del campo magntico rotatorio, est determinado por el nmero de pares de polos del estator, por lo que si variamos estos se puede tener un control de velocidad.Existen tres formas devariar el nmero de polos:a) Mtodos de los polos consecuentes.b) Estator con bobinado mltiple.c) Modulacin de la amplitud (PAM).Cada uno de estos mtodos se definirn a continuacin:

Mtodos de los polos consecuentes

Este mtodo se basa en el hecho de que el nmero de polos de los bobinados del estator de un motor de induccin puede cambiarse fcilmente a un factor de2:1simplemente con cambios en la conexin de las bobinas. El cambio de velocidad se hace conmutando devanados de estator, de forma que cambie el nuevo nmero de pares de polos.

En la configuracin de dos polos, una bobina es polo norte y la otra polo sur.Cuando la conexin en una de las bobinas se invierte, ambas son de polos norte y el flujo magntico vuelve al estator, a puntos a mitad de camino entre las bobinas. Los polos sur se denominanPolos consecuentesy elbobinadoes ahora de cuatro polos

Estator con bobinado mltiple

Esta fue empleada para superar la limitacin que consiste en que la velocidad est en la relacin2:1, por lo que se logr empleando bobinados mltiples en el estator con diferentes nmeros de polos y energizar solamente un juego a la vez.Lamentablemente este mtodo aumenta el costo del motor por lo que se usa cuando es indispensable.

Modulacin de la amplitud (PAM).

El esquema delPAMes una forma de lograr mltiples juegos de polos en un estator de bobinado sencillo, en donde el nmero de polos resultante puede estar en relacin diferente de2:1. Esto lo realiza aplicando a la distribucin espacialde las ondas de fuerza magneto motriz en el estator de la mquina los principios de combinar dos sinusoides de frecuencia diferentes en un mezclador, donde la salida de energa resultante contiene componentes con frecuencias iguales a la suma y a la diferencia de las dos frecuencias de entrada original.

Variacin del deslizamiento

El control de velocidad del motor, por variacin del deslizamiento, se puede hacer de dos maneras:a) Cambiando el valor de tensin de la fuente de alimentacin del estatorb) Hacer Modificaciones al rotor.

Variacin de la tensin en los bornes del motorSi una carga tiene una caracterstica momento de torsin velocidad, como la que se muestra en la figura, entonces la velocidad del motor puede controlarse sobre una franja limitada, variando el voltaje de lnea.Este mtodo se usa en algunas oportunidades en motores pequeos para impulsar ventiladores.

Caractersticas de Torque - velocidad, para tensin y frecuencia nominalControl por tensin de estator en motor jaula

Variacinde la resistencia del rotorEs aplicable solo para las mquinas de rotor bobinado y consiste en agregar resistencias adicionales al circuito del rotor, luego la variacin de velocidad se realiza por el incremento de las perdidas en el rotor, lo que aumenta el deslizamiento y reduce la velocidad del motor, cambiando en consecuencia las caractersticas de torque del motor.

Las desventajas de insertar resistencias adicionales al circuito del rotor en un motor de induccin, son la pobre regulacin de velocidad y el bajo valor de rendimiento que se obtiene para deslizamientos altos.

Acoplamiento en cascada

Se logra conectando al circuito del rotor un acoplamiento en cascada con unamquina a.c.o uncircuito rectificador controlado, va anillos deslizantes, por lo cual tambin es aplicable solo para mquinas de rotor bobinado.

Variacin de frecuencia

Una de las formas de variar la velocidad de los motores tipo jaula es modificando la frecuencia de la tensin de alimentacin, lo que implica un cambio en la velocidad del campo giratorio (o velocidad sincrnica).Normalmente al variar la frecuencia se hace variar tambin la magnitud de la tensin de modo de mantenerla densidad de flujo aproximadamente constante. De esta manera el momento mximo desarrollado se mantieneconstante.Donde: ( S1 < S2 )

Control de velocidad de frecuencia variable en un motor de induccin

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