Diagrama fasorial del motor de inducci贸n

<p>Como sabemos, el principio del motor de inducci贸n es muy similar al del transformador con algunas diferencias. Un motor de inducci贸n en estado de reposo es similar a un transformador en estado sin carga. Por lo tanto, el m茅todo para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducci贸n tambi茅n es el mismo que el del diagrama fasorial del transformador. En esta publicaci贸n, analizaremos el diagrama fasorial del motor de inducci贸n en estado de reposo y con deslizamiento a plena carga.

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Diagrama fasorial del motor de inducci贸n 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 continuaci贸n

E1 = 鈭2蟺f1kw1N1脴

donde f1 = frecuencia de suministro

N1 = N煤mero de vueltas en serie por fase

脴 = 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 = 鈭2蟺f2kw2N2脴

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

N2 = N煤mero de vueltas en serie por fase

脴 = flujo de entrehierro resultante por polo

kw2 = factor de devanado del rotor

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

Ahora estamos en una etapa para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducci贸n. Tomemos como referencia el flujo de aire resultante 脴. Este flujo 脴 estar谩 en fase con la mmf Fr resultante. Adem谩s, la fem inducida E1 y E2 en el devanado del estator y del rotor se retrasar谩 90掳 con respecto al 脴. Esto se muestra en el siguiente diagrama fasorial del motor de inducci贸n.

Diagrama fasorial del motor de inducci贸n en estado de reposo
Diagrama fasorial del motor de inducci贸n en reposo

Dado que el mmf del rotor contrarresta el mmf producido por el estator seg煤n 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. Adem谩s del componente de carga, el estator tambi茅n toma corriente de magnetizaci贸n Im para generar flujo magn茅tico 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 raz贸n discutida anteriormente.

En estado de reposo, E2 = I2 (r2 + jx2). El componente de p茅rdida del n煤cleo de la corriente del estator Ic est谩 en fase con V1′ o 鈥揈1. En condiciones de reposo, la p茅rdida por fricci贸n 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 ca铆da de impedancia del estator I1 (r1 + jx1), por lo tanto, podemos escribir

V1 = V1′ + I1(r1 + jx1) 鈥︹(1)

Existe una ecuaci贸n similar para el circuito del rotor y se puede escribir como

E2 = I2 (r2 + jx2) 鈥︹..(2)

Las ecuaciones anteriores se aplican para dibujar el diagrama fasorial del motor de inducci贸n como se muestra en la figura anterior. Se puede ver f谩cilmente en el diagrama fasorial anterior que, el factor de potencia (porque) del motor de inducci贸n en el arranque es muy pobre como es largo.

Diagrama fasorial del motor de inducci贸n con deslizamiento a plena carga:

A plena carga, el deslizamiento de la inducci贸n es bajo. La ecuaci贸n de voltaje del estator (1) no cambia cuando el motor est谩 cargado. Pero la ecuaci贸n 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 ecuaci贸n del rotor anterior, el diagrama de fasores del motor de inducci贸n ser谩 diferente del fasor en condici贸n de parada. A continuaci贸n se muestra el fasor del motor de inducci贸n con deslizamiento s a plena carga.

Diagrama fasorial del motor de inducci贸n con deslizamiento a plena carga
Diagrama fasorial del motor de inducci贸n a plena carga

Dado que en condiciones de carga completa, existir谩 alguna p茅rdida por fricci贸n y viento. Esto significa que el estator tendr谩 que extraer algo de corriente adicional del suministro principal para proporcionar esta p茅rdida 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 inducci贸n. generalmente a plena carga, el factor de potencia oscila entre 0,8 y 0,9.

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