Antecedentes para el estudio de Motores de inducci

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Antecedentes para el estudio de Motores de
inducción
Estator y rotor de un motor de inducción
Monofásico
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Circuito equivalente del motor comparado con el
circuito del trasformador para n0
El principio de operación de estos motores son
muy similares al principio de operación de los
trasformadores cuando el secundario del
transformador se pone en corto circuito
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Por que gira el Motor de Inducción?
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Rotación del campo
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Relación de frecuencia y radianes
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Velocidad del campo
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Deslizamiento
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Circuito equivalente mas aproximado
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Par y corriente en el motor
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Tabla 1 características de los motores
comerciales de inducción de jaula de ardilla de
acuerdo con la clasificación en letras NEMA.
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Gráficas de par y corriente
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CLASIFICACIÓN DE LOS MOTORES DE INDUCCIÓN DE
JAULA DE ARDILLA DE ACUERDO CON EL ENFRIAMIENTO Y
EL AMBIENTE DE TRABAJO
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TIPOS DE ENVOLVENTES O CARCAZAS.

• NEMA O Carcaza abierta envolvente que tiene
  agujeros de ventilación que permiten el flujo de
  aire externo de enfriamiento sobre y alrededor de
  los devanados de la máquina.
• NEMA 1 carcaza para propósito general .
  Envolvente abierta en la cual todas las aberturas
  conducen directamente a partes vivas o
  giratorias, para evitar el contacto accidental
  con las parte vivas
• NEMA 2 Carcaza a prueba de salpicaduras.
  Envolvente abierta en la que las aberturas de
  ventilación están fabricadas de tal modo que si
  caen partículas de sólidos o gotas de líquidos a
  cualquier ángulo no mayor de 100º con la vertical
  no puedan entrar en forma directa o por choque de
  flujo por una superficie horizontal o inclinada
  hacia adentro.
• NEMA 2 B Carcaza a prueba de goteo envolvente
  abierta en que las aberturas de ventilación se
  construye de tal modo que si caen partículas
  sólidas o gotas de líquido a cualquier ángulo no
  mayor de 15º con la vertical no pueda entrar ya
  sea en forma directa o por choque y flujo por una
  superficie horizontal o inclinada hacia adentro.
• NEM 3 carcaza totalmente cerrada envolvente que
  evita el intercambio de aire entre el interior y
  el exterior de ella pero que no es lo suficiente
  mente cerrada para poderla considerar hermética
  al aire.
• NEMA 3R carcaza protegida al temporal. Envolvente
  abierta cuyos conductos de ventilación están
  diseñados para reducir al mínimo la entrada de
  lluvia o nieve y partículas suspendidas en el
  aire, y el acceso de estas en las partes
  eléctricas.

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MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE A

• El motor clase A es un motor de jaula de ardilla
  normal o estándar fabricado para uso a velocidad
  constante.
• Tiene grandes áreas de ranuras para una muy buena
  disipación de calor.
• Barras con ranuras profundas en el rotor.
• Buena capacidad de disipar calor
• Par de arranque entre 1.5 y 1.75 veces el par
  nominal
• Par máximo entre 200 y 300 del par de plena
  carga a un bajo deslizamiento
• Acelera de manera rápida a la velocidad nominal
• La regulación de velocidad esta entre 2 y 4
• Tiene el inconveniente que la corriente de
  arranque anda en el orden de 6 a 7 veces la
  nominal
• Ha sido remplazado por el motor clase B
• Se utiliza en compresores, ventiladores, bombas y
  en máquinas y herramientas.

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Motores de inducción de jaula de ardilla clase B

• A los motores de clase B a veces se les llama
  motores de propósito general.
• Las ranuras de su motor están embebidas algo más
  profundamente que el los motores de clase A
• Par de arranque similar al clase A
• Par máximo entre 200 del par nominal
• Regulación de velocidad menor a 5
• Substituye al de clase A por su bajo consumo de
  corriente en el arranque.
• Se utiliza en compresores, ventiladores, bombas y
  en máquinas y herramientas.

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MOTORES DE INDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE C

• Estos motores tienen un rotor de doble jaula de
  ardilla, el cual desarrolla un alto par de
  arranque y una menor corriente de arranque.
• Debido a su alto par de arranque, acelera
  rápidamente, sin embargo cuando se emplea en
  grandes cargas, se limita la disipación térmica
  del motor por que la mayor parte de la corriente
  se concentra en el devanado superior.
• En condiciones de arranque frecuente, el rotor
  tiene tendencia a sobre calentarse se adecua
  mejor a grandes cargas repentinas pero de tipo de
  baja inercia.
• Las aplicaciones de os motores de clase C se
  limitan a condiciones en las que es difícil el
  arranque como en bombas y compresores de pistón,
  trituradores, transportadores .

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MOTORES DEINDUCCION DE JAULA DE ARDILLA CLASE D

• Los motores comerciales de inducción de jaula de
  ardilla clase D se conocen también como de alto
  par y alta resistencia.
• Las barras del rotor se fabrican en aleación de
  alta resistencia y se colocan en ranuras cercanas
  a la superficie o están embebidas en ranuras de
  pequeño diámetro. La relación de resistencia a
  reactancia del rotor de arranque es mayor que en
  lo motores de las clases anteriores.
• El motor está diseñado para servicio pesado de
  arranque, encuentra su mayor aplicación con
  cargas como cizallas o troqueles, montacargas,
  ascensores que necesitan el alto par con
  aplicación a carga repentina la regulación de
  velocidad en esta clase de motores es la peor.

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MOTORES DE INDUCCIÓN DE JAULA DE ARDILLA DE CLASE
F

• También conocidos como motores de doble jaula y
  bajo par. Están diseñados principalmente como
  motores de baja corriente, porque necesita la
  menor corriente de arranque de todas las clases.
  Tiene una alta resistencia del rotor tanto en su
  devanado de arranque como en el de marcha y
  tiende a aumentar la impedancia de arranque y de
  marcha, y a reducir la corriente de marcha y de
  arranque.
• El rotor de clase F se diseño para remplazar al
  motor de clase B. El motor de clase F produce
  pares de arranque aproximadamente 1.25 veces el
  par nominal y bajas corrientes de arranque de 2 a
  4 veces la nominal. Los motores de esta clase se
  fabrican de la capacidad de 25 hp para servicio
  directo de la línea. Debido a la resistencia del
  rotor relativamente alta de arranque y de marcha,
  estos motores tienen menos regulación de voltaje
  de los de clase B, bajan capacidad de sobrecarga
  y en general de baja eficiencia de
  funcionamiento. Sin embargo , cuando se arrancan
  con grandes cargas, las bajas de corrientes de
  arranque eliminan la necesidad de equipo para
  voltaje reducido, aún en los tamaños grandes.

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Prueba de Vacío.

• Mediante esta prueba que podemos calcular la
  impedancia de magnetización con la ayuda de la
  corriente en vacío y la potencia.

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Prueba de Rotor Bloqueado

• Como su nombre lo indica esta prueba requiere que
  el motor esté bloqueado y en esas condiciones
  aplicar un voltaje partiendo de cero hasta que
  podamos leer la corriente nominal fluyendo a
  través de él.

X1 y X2 como funciones de XLR X1 y X2 como funciones de XLR
Diseño del rotor X1 X2
Rotor devanado 0.5 XLR 0.5 XLR
Diseño A 0.5 XLR 0.5 XLR
Diseño B 0.4 XLR 0.6 XLR
Diseño C 0.3 XLR 0.7 XLR
Diseño D 0.5 XLR 0.5 XLR
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Curvas características del motor.

• Una forma para determinar las curvas
  características es obtener el circuito
  equivalente de Thevenin, para graficar en Excel
  Par y corriente contra velocidad o deslizamiento.

j X2
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Elaboración del algoritmo par Td
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Elaboración del algoritmo I
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Motor devanado
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Control de velocidad

• Variando la frecuencia con dispositivos
  electrónicos inversores o convertidores
  síncronos.
• Variando el numero de polos, usando polos
  consecuentes, dos devanados o motores en tandem.
• Variando el deslizamiento con variaciones de
  voltaje, o variando la corriente del rotor con
  resistencias secundarias.

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Variaciones de Voltaje

• Las fluctuaciones frecuentes de voltaje pueden
  también afectar al equipo electrónico y a la
  iluminación al grado de que se necesite algún
  método alterno para arrancar el motor de
  inducción, para limitar la corriente de arranque.
  Si las líneas que alimentan al motor de inducción
  de jaula de ardilla, tienen impedancias
  diferentes los voltajes del estator pueden
  desbalancearse, desbalanceando severamente las
  corrientes en las líneas y originando que el
  equipo de protección deje al descubierto al
  motor. De hecho un desbaleance de 1 o 2 en los
  voltajes de la línea del estator pueden originar
  un desbalance del 20 en las corrientes de
  línea, presentando calentamiento localizado del
  motor y fallas del devanado

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Arranque a tensión reducida
Razones para arrancarlos a tensión reducida

• Reducen el par de arranque para no dañar sistemas
  mecánicos.
• Ahorran energía en el momento de iniciar a
  trabajar.
• Limitan la corriente para no ocasionar disturbios
  a equipos electrónicos e iluminación