
- •Maquinaria electrica II
- •Introducción.-
- •Inducción
- •Elementos constitutivos de la maquina de induccion
- •El rotor.-
- •Estator * Núcleo Magnético:
- •Devanados de corriente alterna
- •* Factor de Potencia (f.P.)
- •Se conectan
- •Se conectan
- •Se conectan
- •Devanado jaula de ardilla:
- •E: [Voltios] dt: [segundos]
- •Distribucion de flujo en la maquina sincronica
- •Fuerza magnetomotiva (fmm) en los devanados de corriente alterna
- •La permeabilidad del hierro y sus aleaciones son altas.
- •La fórmula anterior es de una onda alterna
- •Estator Entrehierro
- •El motor de induccion en reposo:
- •El motor de inducción con los anillos cerrados pero su rotor bloqueado mecánicamente.-
- •Con anillos abiertos:
- •Donde el deslizamiento s (variable) es:
- •Se concluye que las fmm del estator y del rotor en funcionamiento se mantienen estacionarias produciéndose un torque uniforme.
- •Diagrama fasorial y circuito equivalente del motor polifasico de induccion
- •Diagrama fasorial.-
- •Rango de s nominales (0.01 - 0.05)
- •Circuito equivalente.-
- •Diferencias entre circuitos reales y circuitos equivalentes
- •Diagrama de flujo de potencias
- •Relaciones de potencia y par motor
- •Curvas normalizadas
- •Funcionamiento de la maquina de induccion como freno y generador
- •Ventajas:
- •Diagrama fasorial del generador de induccion
- •Determinacion de parametros
- •Medicion de resistencia.-
- •Wheastone
- •Método Voltímetro-Amperímetro.-
- •Prueba de rotor bloqueado.-
- •Diagrama Circular
- •Linea del deslizamiento en el diagrama circular
- •Trazar por a un eje paralelo al eje de voltaje.
- •Prolongar la recta as hasta el punto p.
- •Prolongar bs hasta un punto t.
- •Trazar la línea cb que corte la línea tt’ en el punto t’’, donde la línea t’t’’ da el valor de s.
- •Rendimiento en el diagrama circular
- •Factor De Potencia En El Diagrama De Circulo
- •Factor De Potencia Máximo
- •Es el torque máximo que un motro desarrollará a voltaje y frecuencia nominal sin caida abrupta de la velocidad.
- •- Impedancia Primaria (Estator)
- •5 Hp (alambre devanado sobre cerámica)
- •2.B) Sistema Mediante Autotransformador:
- •Referencia
- •Arranque (marcha)
- •2.C) Sistema de Arranque Estrella – Delta:
- •Arranque (marcha)
- •2.D) Sistema de Arranque con Devanado Parcial:
- •2.E) Arranque a Voltaje Reducido con componentes de Estado Sólido:
Ventajas:
Requiere poco mantenimiento y su construcción es más sencilla.
Desventajas:
No se puede generar Potencia reactiva por sí sola.
El Generador de Inducción tiene la posibilidad de trabajar aisladamente o puede trabajar en paralelo con Generadores Sincrónicos (éstos pueden darle la potencia reactiva para crear el flujo en la Máquina de inducción).
carga
Si no hubiese en paralelo ningún generador sincrónico, se colocan bancos de condensadores para que generen el flujo.
carga
A velocidades supersíncronas (n > ns) la velocidad relativa entre el flujo giratorio y el rotor, cambian su signo comparada con las velocidades subsíncronas, y por lo tanto, E2’ e I2’ cambian sus signos.
E1 – jI1x1 = I1r1 + V1
sE2’ - jI2’sx2’ = I2’r2’ donde s es negativo
E1 = E2’ = -(I1 + I2’)zm
Diagrama fasorial del generador de induccion
I2’
I2’sx2’
sE2’
2s
Im
Ih+e
I
V1
I1
E1
I1r1
I1x1
-I2’
Determinacion de parametros
Los seis parámetros del motor de inducción (r1, x1, r2’, x2’ Gm (Rm), Bm (Xm)) pueden determinarse a partir de las siguientes pruebas:
Medición de Resistencia (aplicable a los devanados del
estator)
Prueba de Vacío (Prueba de Vacío Ideal)
Prueba de Rotor Bloqueado
Medicion de resistencia.-
Existen dos métodos para medir la resistencia en un circuito:
Método Indirecto: Voltímetro-Amperímetro (caída de tensión)
Medición Directa: Utilizando equipos de medición de resistencia. En este método se puede utilizar:
Ó hmetros
Puentes de Resistencia Kelvin
Wheastone
Método Voltímetro-Amperímetro.-
Se aplica una tensión c.a. que debe ser igual o menor que la tensión nominal, pero no puede ser mayor que ésta.
Se coloca un voltímetro y un amperímetro en cada conexión, como indica el gráfico y luego se miden las resistencias:
Y Rmedida = V/A = 2R Rmedida = V/A = R(2R)/(R+2R)
R = ½ V/A = ½ Rmedida R = 3/2(V/A) = 3/2 Rmedida
PRUEBA DE VACIO.-
Durante esta prueba se aplica Voltaje 3 y frecuencia (nominales) y no se conecta ninguna carga en el eje. Circula una corriente por fase I0, y se toman las lecturas de las mediciones siguientes:
La tensión primaria por fase V1 que es igual usualmente a la tensión nominal;
La corriente por fase primaria I0,
La potencia de entrada P0.
La potencia P0 (Potencia 3 activa) es igual a las pérdidas del motor en vacío. Estas son las pérdidas en el cobre m1I02r1 en el arrollamiento del estator, las pérdidas por histéresis y corrientes de Foucault Ph+e debidas al flujo principal, las pérdidas por fricción y ventilación del rotor PF+V y las pérdidas en el hierro debidas a la rotación y a la abertura de las ranuras.
Ya que la componente activa de I0 es pequeña en comparación con su componente reactiva I, el factor de potencia en vacío Cos0 = P0/(m1V1I0) es pequeño también, alrededor de 0.05 a 0.15.
Es necesario tomar en cuenta únicamente una corriente del rotor muy pequeña, y puede considerarse abierto el circuito secundario. Esto puede deducirse de la magnitud de la resistencia que representa la potencia mecánica del rotor, y esta resistencia viene a ser muy elevada debido a que el deslizamiento en vacío es despreciablemente pequeño, esto es, el circuito del rotor está prácticamente abierto en vacío. Entonces, el circuito equivalente está representado como sigue:
PRUEBA DE VACIO IDEAL.-
Consiste en acoplar la máquina de inducción a una máquina auxiliar y que la lleve a la velocidad sincrónica igual a la velocidad de la máquina. Ambas máquinas deben girar en el mismo sentido.
Con la prueba de vacío ideal se consigue que la máquina auxiliar entregue a la máquina sincrónica las pérdidas PF+V y Pfe rot.
P0’ = m1V1I0’Cos0’
m1I0’2r1
Pcu1 Ph+e
P
0’
= m1V1I0’Cos0
+
Ph+e
Ph+e
=
P0’
– m1I0’2r1
V1 – Iox1 E1
V1 = -E1 + I0r1 + jI0x1
Gm = Ph+e /(m1E12)
Im = Ih+e + I ; I0 = Im
Ih+e = E1Gm
I = I0 – Ih+e
Bm = I/E1
Xm = E1/I0
Rm = Gm/(Gm2 + Bm2) Gm/Bm2 GmXm2
De este modo, la prueba de vacío produce los parámetros del flujo principal, a condición de que la reactancia primaria de dispersión x1 sea conocida.