Diagrama fasorial del motor de inducción

<p>Como sabemos, el principio del motor de inducción es muy similar al del transformador con algunas diferencias. Un motor de inducción en estado de reposo es similar a un transformador en estado sin carga. Por lo tanto, el método para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducción también es el mismo que el del diagrama fasorial del transformador. En esta publicación, analizaremos el diagrama fasorial del motor de inducción en estado de reposo y con deslizamiento a plena carga.

Diagrama fasorial del motor de inducción en estado de reposo:

Antes de entrar en el diagrama fasorial, hay algunos puntos importantes a tener en cuenta:

• El valor por fase de la fem inducida E1 en el devanado del estator se indica a continuación

E1 = √2πf1kw1N1Ø

donde f1 = frecuencia de suministro

N1 = Número de vueltas en serie por fase

Ø = flujo de entrehierro resultante por polo

kw1 = factor de devanado del estator

• El valor por fae de la fem inducida E2 en el devanado del rotor se da como

E2 = √2πf2kw2N2Ø

donde f2 = frecuencia de la fem inducida en el rotor = sf1

N2 = Número de vueltas en serie por fase

Ø = flujo de entrehierro resultante por polo

kw2 = factor de devanado del rotor

• El entrehierro total mmf Fr del motor de inducción es la suma del estator mmf (F1) y el rotor mmf (F2).
• La corriente de magnetización Im tomada por el devanado del estator del suministro siempre permanece en fase con el flujo resultante Ø.
• La fem inducida siempre va a la zaga del flujo resultante Ø en 90°.

Ahora estamos en una etapa para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducción. Tomemos como referencia el flujo de aire resultante Ø. Este flujo Ø estará en fase con la mmf Fr resultante. Además, la fem inducida E1 y E2 en el devanado del estator y del rotor se retrasará 90° con respecto al Ø. Esto se muestra en el siguiente diagrama fasorial del motor de inducción.

Diagrama fasorial del motor de inducción en reposo

Dado que el mmf del rotor contrarresta el mmf producido por el estator según la ley de Lenz, el estator toma corriente adicional del suministro para contrarrestar el efecto de la corriente del rotor. Por lo tanto, en condiciones normales,

Estator mmf = Rotor mmf

N1’I2′ = N2’I2

donde N1′ y N2′ son las vueltas efectivas del estator y del rotor por fase.

Este componente de la corriente del estator se denomina componente de carga. Además del componente de carga, el estator también toma corriente de magnetización Im para generar flujo magnético en el entrehierro. Por tanto, la corriente total del estator I1 = I2′ + Im. Esto se muestra en el diagrama fasorial anterior. I2′ se muestra frente a la corriente del rotor I2 por la razón discutida anteriormente.

En estado de reposo, E2 = I2 (r2 + jx2). El componente de pérdida del núcleo de la corriente del estator Ic está en fase con V1′ o –E1. En condiciones de reposo, la pérdida por fricción y viento es cero, por lo tanto, la corriente sin carga del estator se da como

I0 = Im + Ic

Dado que el voltaje aplicado al estator V1 debe equilibrar la fem inversa del estator V1 ‘o -E1, la caída de impedancia del estator I1 (r1 + jx1), por lo tanto, podemos escribir

V1 = V1′ + I1(r1 + jx1) ……(1)

Existe una ecuación similar para el circuito del rotor y se puede escribir como

E2 = I2 (r2 + jx2) ……..(2)

Las ecuaciones anteriores se aplican para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducción como se muestra en la figura anterior. Se puede ver fácilmente en el diagrama fasorial anterior que, el factor de potencia (porque) del motor de inducción en el arranque es muy pobre como ɵ es largo.

Diagrama fasorial del motor de inducción con deslizamiento a plena carga:

A plena carga, el deslizamiento de la inducción es bajo. La ecuación de voltaje del estator (1) no cambia cuando el motor está cargado. Pero la ecuación del voltaje del rotor cambia con el deslizamiento. El voltaje inducido por el rotor en cualquier deslizamiento s se convierte en sE2 y la reactancia del circuito del rotor se convierte en sx2. Por lo tanto,

sE2 = I2 (r2 + jsx2)

Cuando se implementa la ecuación del rotor anterior, el diagrama de fasores del motor de inducción será diferente del fasor en condición de parada. A continuación se muestra el fasor del motor de inducción con deslizamiento s a plena carga.

Diagrama fasorial del motor de inducción a plena carga

Dado que en condiciones de carga completa, existirá alguna pérdida por fricción y viento. Esto significa que el estator tendrá que extraer algo de corriente adicional del suministro principal para proporcionar esta pérdida adicional. Por lo tanto, la corriente total sin carga I0 tomada por el estator es la suma de la corriente Ifc e Im. Se puede ver en el diagrama fasorial anterior que mejora el factor de potencia del motor de inducción. generalmente a plena carga, el factor de potencia oscila entre 0,8 y 0,9.

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