Motor de inducción trifásico
El motor de inducción trifásico también se denomina motor asíncrono y es el tipo de motor más utilizado en aplicaciones industriales. Específicamente, el diseño de jaula de ardilla es el motor eléctrico más utilizado en aplicaciones industriales.
Los motores de inducción trifásicos funcionan a una velocidad constante desde sin carga hasta carga completa. Por otro lado, la velocidad depende de la frecuencia y, por tanto, estos motores no se adaptan de forma eficaz al control de velocidad. Son simples, resistentes, de bajo precio, fáciles de mantener y pueden fabricarse con características que se adapten a la mayoría de los requisitos industriales.
Construcción de un motor de inducción trifásico
Consiste en un estator con bobinados de estator y un rotor. El estator lleva un devanado trifásico o un devanado de estator mientras que el rotor lleva un devanado o devanado de rotor en cortocircuito. Y el rotor se diferencia del estator por un pequeño espacio de aire que varía de 0,4 mm a 4 mm, dependiendo de la potencia del motor. Cuando se aplican los voltajes trifásicos a los devanados del estator, se establece un campo magnético giratorio. A medida que gira el campo magnético, se inducen corrientes en los conductores del rotor de jaula de ardilla. La interacción de las corrientes inducidas y el campo magnético produce fuerzas que hacen que el rotor también gire.
Motor de inducción trifásico
Principio de funcionamiento
El motor de inducción trifásico funciona según la ley de Faraday de que se induce un EMF en el circuito debido a la tasa de cambio del flujo magnético a través del circuito. Los devanados del estator en fase de 120 grados entre sí reciben alimentación de CA y, por lo tanto, se produce un campo magnético giratorio en las bobinas. A medida que el rotor atraviesa el campo magnético giratorio (con velocidad relativa), se induce un EMF en el rotor, lo que hace que fluya una corriente eléctrica en los conductores del rotor. De acuerdo con la ley de Lenz, la causa de la producción de corriente eléctrica será opuesta, que es la velocidad relativa del campo magnético del estator y, por lo tanto, el rotor comenzará a girar con una velocidad diferente a la velocidad síncrona del campo magnético del estator.
Ventajas:
- Tiene una construcción simple y robusta.
- Es relativamente barato
- Requiere poco mantenimiento
- Tiene una alta eficiencia y un factor de potencia razonablemente bueno
- Tiene par de arranque automático
Arranque del motor
Como sabemos una vez que se conecta un suministro a un motor de inducción trifásico Se establecerá un campo magnético giratorio en el estator, que unirá y cortará las barras del rotor, lo que a su vez inducirá corrientes de rotor y creará un campo de rotor que interactuará con el campo del estator y producirá la rotación. Por supuesto, esto significa que el motor de inducción trifásico es totalmente capaz de arrancar automáticamente.
Circuito de motor de inducción trifásico
Por lo tanto, la necesidad de un motor de arranque no es, a la inversa, suficiente para proporcionar un arranque, sino para reducir las fuertes corrientes de arranque y proporcionar una sobrecarga y protección sin voltaje . Hay varios tipos diferentes de arrancadores, incluidos el arrancador directo en línea, el arrancador estrella-triángulo, un autotransformador y la resistencia del rotor. Cada uno será considerado por turno. Aqui vamos a ver arrancador estrella delta .
Esta es la forma más común de arrancador que se usa para motores de inducción trifásicos. Logra una reducción efectiva de la corriente de arranque conectando inicialmente los devanados del estator en configuración de estrella, lo que efectivamente coloca dos fases cualesquiera en serie a través del suministro.
Diagrama básico estrella delta
Arrancar en estrella no solo tiene el efecto de reducir la corriente de arranque del motor, sino también el par de arranque. Una vez que se alcanza una velocidad de funcionamiento particular, un interruptor de doble tiro cambia la disposición de bobinado de estrella a triángulo, con lo cual se alcanza el par de funcionamiento completo. Tal disposición significa que los extremos de todos los devanados del estator deben llevarse a terminaciones fuera de la carcasa del motor.
Motor de fase dividida
Normalmente el suministro a los hogares es monofásico, mientras que los motores de inducción necesarios para el funcionamiento de diversos aparatos eléctricos requieren un motor multifásico. Por esta razón, los motores de inducción constan de dos devanados para obtener dos fases del suministro monofásico.
El motor de fase dividida es un motor monofásico común. El motor de fase dividida, también llamado motor de arranque por inducción / funcionamiento por inducción, es probablemente el motor monofásico más básico fabricado para uso industrial, aunque algo limitado. Tiene dos devanados de una sola fase dispuestos al inicio. Uno es el bobinado principal y el otro es el arranque o el bobinado auxiliar. El devanado de arranque se hace con un cable de menor calibre y menos vueltas con respecto al devanado principal para generar más resistencia, lo que coloca el devanado de arranque en un campo en un ángulo eléctrico diferente al del devanado principal y hace que el motor gire. El devanado principal, de alambre más pesado, mantiene el motor funcionando el resto del tiempo. El devanado principal tiene baja resistencia pero alta reactancia y el devanado de arranque tiene alta resistencia pero baja reactancia.
Motor de fase dividida
Un motor de fase dividida utiliza un mecanismo de conmutación que separa el devanado de arranque del devanado principal cuando el motor alcanza algo así como el 75% de la velocidad evaluada. En la mayoría de los casos, es un interruptor centrífugo en el eje del motor. La diferencia de fase entre las corrientes de arranque y devanado principal está muy por debajo de los 90 grados.
Motor de arranque por condensador:
El motor de arranque por condensador se utiliza para crear un campo de estator giratorio. Este motor es una modificación del motor de fase dividida, utiliza un condensador de baja reactancia colocado en serie con el devanado de arranque del estator para proporcionar un cambio de fase de aproximadamente 90 grados para la corriente de arranque.
Motor de arranque por condensador
Motor de condensador de división permanente:
Tiene un condensador de tipo marcha conectado permanentemente en serie con el devanado de arranque. Esto hace que el devanado de arranque sea un devanado auxiliar una vez que el motor alcanza la velocidad de funcionamiento. Debido a que el condensador de funcionamiento debe estar diseñado para uso continuo, no puede proporcionar el impulso de arranque de un condensador de arranque. El capacitor sirve para cambiar la fase en uno de los devanados de modo que el voltaje a través del devanado esté a 90 ° del otro devanado. Los motores de condensador dividido permanente tienen una amplia variedad de aplicaciones según el diseño.
Motor de condensador dividido permanente
El motor de fase dividida se utiliza para cargas de uso general. Las cargas son generalmente impulsadas por correa o pequeñas cargas de transmisión directa. Las aplicaciones para motores de fase dividida incluyen amoladoras pequeñas, ventiladores y sopladores pequeños, y otras aplicaciones de bajo par de arranque que necesitan potencia de 1/20 a 1/3 hp. Y estos motores generalmente están diseñados para voltaje único, lo que limita la flexibilidad de la aplicación.
Motor de condensador dividido permanente
La característica principal del motor de fase dividida es que se puede utilizar en áreas de la planta donde no se ha apropiado el trifásico o en cargas pequeñas en el piso de la planta donde los motores de par fraccionario pueden manejar la carga. El motor no proporciona una medida considerable de par de arranque, por lo que la carga debe ser bastante pequeña o accionada por correa, donde la ventaja mecánica se puede utilizar para ayudar al arranque del motor.
Ejemplo práctico de control de un motor de inducción de fase dividida
Diagrama de bloques del sistema
Un motor de inducción de fase dividida que se utiliza en los extractores de aire consta de dos devanados, uno de los cuales obtiene el suministro de red directamente, mientras que el otro devanado obtiene el suministro a través de un condensador, lo que provoca un retraso en el voltaje. La conexión a través de estos devanados se realiza mediante relés. Cuando uno de los relés está energizado, uno de los devanados recibe el suministro de red directamente y el otro recibe el suministro a través del condensador. Estos relés a su vez son operados por un controlador de relé que es controlado por un microcontrolador de acuerdo con la entrada del usuario a través de un control remoto de TV.
