1. Mecatrónica – MAQUINAS ELECTRICAS-
FECHA: 2011-07-01
MOTOR DE INDUCCION
Nombre: Andrés Santiago Rodríguez Cadena CURSO: 5 C
Diego Mauricio Bernal Castro
1.- TEMA: MOTOR DE INDUCCION
2.- OBJETIVOS:
2.1.- OBJETIVO GENERAL: Comprender el funcionamiento de un Motor de Inducción.
2.2.- OBJETIVOS ESPECÍFICO:
Analizar el comportamiento del motor de inducción en configuración Y y luego en
conexión .
Analizar los picos de corriente en el arranque del motor en Y y y comparar.
Analizar el pico de corriente al cambio de giro en configuración Y.
3.- MARCO TEÓRICO:
MOTOR DE INDUCCIÓN
Un motor de inducción se comporta como un transformador:
Devanado primario = estator
Devanado secundario = rotor
La corriente del devanado primario (estator) crea un campo magnético giratorio, el cual induce
una corriente en el devanado secundario (rotor). La corriente del rotor junto con el campo
magnético inducido provoca una fuerza, que es la causa de la rotación del motor.
Debido a que la transformación de potencia entre rotor y estator depende de la variación del
flujo, si la velocidad del rotor aumenta, menos cantidad de potencia se puede convertir y
además se van solapando la velocidad del rotor con la del campo magnético giratorio, 50 o 60
Hz .Esto significa que a la velocidad de sincronismo no existe conversión de potencia y el motor
se para. La diferencia entre la velocidad de sincronismo y la velocidad real se la denomina
deslizamiento. La velocidad del motor viene determinada por la frecuencia y el deslizamiento.
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2. Se puede ilustrar el principio del motor de inducción se realiza de la siguiente forma:
Se suspende un imán permanente de un hilo sobre una tornamesa de cobre o aluminio que
gira en un cojinete colocado en una placa fija de hierro. El campo del imán permanente se
completa así a través de la placa de hierro. El pivote debería estar relativamente sin fricción y
el imán permanente debe tener la suficiente densidad de flujo. Cuando gira el imán en el hilo,
se observará que el disco que está debajo gira con él, independientemente de la dirección de
giro del imán.
El disco sigue el movimiento del imán, como se muestra en la figura debido a las corrientes
parásitas inducidas que se producen por el movimiento relativo de un conductor (el disco) y el
campo magnético. Por la ley de Lenz, la dirección del voltaje inducido y de las corrientes
parásitas consecuentes produce un campo magnético que tiende a oponerse a la fuerza o
movimiento que produjo el voltaje inducido.
Las corrientes parásitas que se producen tienden a producir a su vez un polo S unitario en el
disco en un punto bajo el polo N giratorio del imán y un polo N unitario en el disco bajo el polo
S giratorio del imán. Por lo tanto, siempre que el imán continúe moviéndose, continuará
produciendo corrientes parásitas y polos de signo contrario en el disco que está abajo. El disco,
por lo tanto, gira en la misma dirección que el imán pero debe girar a velocidad menor que la
del imán. Si el disco girara a la misma velocidad que la del imán, no habría movimiento relativo
entre el conductor y el campo magnético y no se producirían corrientes parásitas en el disco.
Característica de Funcionamiento del Motor de Inducción
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3. El funcionamiento de un motor, en general, se basa en las propiedades electromagnéticas de
la corriente eléctrica y la posibilidad de crear, a partir de ellas, unas determinadas fuerzas de
atracción y repulsión encargadas de actuar sobre un eje y generar un movimiento de rotación.
Suponiendo que un motor de inducción comercial de jaula de ardilla se haga arrancar con el
voltaje nominal en las terminales de línea de su estator (arranque a través de la línea)
desarrollará un par de arranque de acuerdo que hará que aumente su velocidad. Al aumentar
su velocidad a partir del reposo (100 por ciento de deslizamiento), disminuye su deslizamiento
y su par disminuye hasta el valor en el que se desarrolle el par máximo. Esto hace que la
velocidad aumente todavía más, reduciéndose en forma simultánea el deslizamiento y el par
que desarrolla el motor de inducción.
Los pares desarrollados al arranque y al valor del deslizamiento que produce el par máximo
ambos exceden (en el caso normal) al par aplicado a la carga. Por lo tanto la velocidad del
motor aumentará, hasta que el valor del deslizamiento sea tan pequeño que el par que se
desarrolla se reduzca a un valor igual al par aplicado por la carga. El motor continuará
trabajando a esta velocidad y valor de equilibrio del desliza-miento hasta que aumente o
disminuya el par aplicado.
Se muestra la relación entre los pares de arranque, máximo y nominal a plena carga que
desarrolla un motor de inducción, como función de la velocidad de éste y del deslizamiento.
Esta figura es presentación gráfica de la corriente y el par desarrollados en el rotor del motor
como funciones del deslizamiento desde el instante del arranque (punto a) hasta la condición
de funcionamiento en estado estable (en general entre marcha en vacío y marcha a plena
carga - puntos c y d) cuando los pares desarrollado y aplicado son iguales.
Curva Característica
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4. 4.- EQUIPO:
FUENTE FIJA Y VARIABLE AC MOTOR DE INDUCCION ASINCRONO JAULA DE ARDILLA
AMPERÍMETRO ANALOGO: VOLTÍMETRO ANALÓGO:
CABLES CONECTORES
5.- PROCEDIMIENTO:
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5. 1. Armar el circuito de la figura.
2. Energizar el circuito en 40V en voltaje de línea, conmutar el STARTER medir la
corriente de arranque en conexión Y, des energizar.
3. Energizar el circuito en 40V en voltaje de línea, conmutar el STARTER medir la
corriente de arranque en conexión , des energizar.
4. Cambiar a la fuente fija AC.
5. Configurar en conexión Y el motor de inducción.
6. Energizar el circuito, medir la corriente de arranque en Y y la corriente de
estabilización.
7. Cambiar el selector a la configuración , medir la corriente de arranque y la de
estabilización.
8. Regresar el selector a la configuración Y.
9. Cambiar el sentido de giro y medir la corriente que se produce.
10. Apagar el sistema.
6.- TABULACION DE DATOS.
CONFIGURACION VOLTAJE[V] CORRIENTE[A]
Y 40 1.5
40 4.5
CONFIGURACION CORRIENTE DE CORRIENTE VELOCIDAD
ARRANQUE[A] ESTABILIZACION[A] ANGULAR
[RPM]
Y 10 1.5 1850
5.6 3.1 1850
CONFIGURACION CORRIENTE DE CORRIENTE VELOCIDAD
CAMBIO DE GIRO [A] ESTABILIZACION[A] ANGULAR
[RPM]
Y 13.5 1.5 1850
7.-CUESTIONARIO
Consulte la clasificación de motores Asincrónicos por la norma NEMA
CLASIFICACION DE LOS MOTORES ASINCRONOS TRIFASICOS
Clasificación NEMA
Los motores trifásicos de potencias mayores de 1 HP son clasificados por las normas NEMA,
según el diseño de la jaula del rotor de la siguiente manera:
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6. Motor de diseño NEMA A Torque alto, deslizamiento nominal bajo y corriente de arranque
alta. Es un motor de inducción con rotor tipo jaula de ardilla, diseñado con características de
torque y corriente de arranque que exceden los valores correspondientes al diseño NEMA B,
son usados para aplicaciones especiales donde se requiere un torque máximo mayor que el
normal, para satisfacer los requerimientos de sobrecargas de corta duración. Estos motores
también son aplicados a cargas que requieren deslizamientos nominales muy bajos y del orden
del 1% o menos (velocidades casi constantes).
Motor de diseño NEMA B Torque normal, corriente de arranque normal y deslizamiento
nominal normal. Son motores con rotor tipo jaula de ardilla diseñados con características de
torque y corriente de arranque normales, así como un bajo deslizamiento de carga de
aproximadamente 4% como máximo. En general es el motor típico dentro del rango de 1 a 125
HP. El deslizamiento a plena carga es de aproximadamente 3%. Este tipo de motor
proporcionará un arranque y una aceleración suave para la mayoría de las cargas y también
puede resistir temporalmente picos elevados de carga sin detenerse.
Motor de diseño NEMA C Torque alto, deslizamiento nominal normal, corriente de arranque
normal. Son motores de inducción con rotor de doble jaula de ardilla, que desarrollan un alto
torque de arranque y por ello son utilizados para cargas de arranque pesado. Estos motores
tienen un deslizamiento nominal menor que el 5%.
Motor de diseño NEMA D Torque alto, alto deslizamiento nominal, baja corriente de arranque.
Este motor combina un alto torque de arranque con un alto deslizamiento nominal.
Generalmente se presentan dos tipos de diseño, uno con deslizamiento nominal de 5 a 8% y
otro con deslizamiento nominal de 8 a 13%. Cuando el deslizamiento nominal puede ser mayor
del 13%, se les denomina motores de alto deslizamiento o muy alto deslizamiento (ULTRA
HIGH SLIP). El torque de arranque es generalmente de 2 a 3 veces el par nominal aunque para
aplicaciones especiales puede ser más alto. Estos motores son recomendados para cargas
cíclicas y para cargas de corta duración con frecuentes arranques y paradas.
Motores de diseño NEMA F Torque de arranque bajo, corriente de arranque baja, bajo
deslizamiento nominal. Son motores poco usados, destinándose a cargas con frecuentes
arranques. Pueden ser de altos torques y se utiliza en casos en los que es importante limitar la
corriente de arranque.
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7. Calcule la corriente inicial ente conexión Y-
Alimentación Conexión Corriente
de Arranque
de línea A
208V Y 10
5.6
Las corrientes de arranque de un motor de inducción son muy altas con respecto a la corriente
de trabajo de estabilización, esto se debe al torque de arranque que se presenta en el motor
debido a que el deslizamiento S=1.
Se recomienda iniciar el motor en conexión estrella, ya que existe un neutro virtual, el cual
disminuye a la tercera parte el voltaje de entrada controlando la corriente de arranque..
Dibuje el diagrama del conmutador Y- y explicar su funcionamiento.
Conmutador estrella-delta
La posición 1 del conmutador se emplea para el arranque y conecta los devanados en
estrella.
Una vez que la máquina alcanza una velocidad estable el conmutador se pasa a la posición
2, puenteando los terminales, quedando así la máquina conectada en delta.
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8. Que son la placas bimetálicas
Es la unión de 2 metales que tienen diferente coeficiente de dilatación y se usan como
termostatos en planchas estufas eléctricas y protección de motores al pasar la corriente
eléctrica por el bimetal lo calienta y esta graduado para que al llegar a cierta temperatura se
desconecte al deformarse más uno de los dos metales, que lleva unos platinos en la punta y así
controlan a el aparato o dan protección al motor, en el caso de planchas o estufas controlan la
temperatura.
8.- CONCLUSIONES
La corriente necesaria, para arrancar el motor de inducción siempre será elevada
puesto que el deslizamiento S=1 genera un torque de arranque que demanda gran
cantidad de corriente casi el triple de la corriente de estabilización.
Si la Velocidad del CMG no es igual a la velocidad de giro del rotor se dice que es
un motor asíncrono.
La velocidad de giro no depende de la corriente ni del voltaje que se aplique al
motor, puesto que la velocidad de giro está dada por la formula
La corriente necesaria para el cambio de giro de un motor es nueve veces mayor
que la de estabilización del mismo.
El arranque de un motor en la configuración DELTA, no se debe realizar, ya que un
motor jaula de ardilla debe arrancar en Y una vez estabilizado y reducida la
corriente si se puede pasar a la configuración DELTA.
El cambio de giro de la misma forma, solo se puede realizar en configuración Y, no
es aconsejable hacer el cambio de giro en configuración por las corrientes
elevadas que el mismo maneja.
FUENTES BIBLIOGRAFICAS:
 http://bobinados.blogspot.com/2007/09/clasificacion-de-los-motores-asincronos.html
 http://www.ingeborda.com/biblioteca/Biblioteca%20Internet/Articulos%20Tecnicos%20d
e%20Consulta/Motores%20electricos/Motores%20Electricos.pdf
 http://apuntes.rincondelvago.com/motor-de-induccion.html
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