Un Motor de inducción es un dispositivo eléctrico que convierte la energía eléctrica en energía mecánica. Es más ampliamente utilizado para aplicaciones industriales debido a su atributo de arranque automático. El motor de inducción de anillo deslizante es uno de los tipos de motor de inducción trifásico y es un tipo de motor de rotor bobinado. Debido a varias ventajas como baja corriente inicial, alto par de arranque y factor de potencia mejorado, se utiliza en aplicaciones que requieren alto par, grúas y elevadores. Los devanados del rotor constan de más devanados, mayor voltaje inducido y menos corriente en comparación con el rotor de jaula de ardilla. Los devanados están conectados a una resistencia externa a través de anillos colectores, lo que ayuda a controlar el par / velocidad de un motor.
¿Qué es un motor de inducción de anillo deslizante?
Definición: Un motor de inducción de anillo deslizante se denomina motor asíncrono ya que la velocidad a la que opera no es igual a la velocidad síncrona de un rotor. El rotor de este tipo de motor es de tipo bobinado. Se compone de un núcleo de acero laminado cilíndrico y una ranura semicerrada en el límite exterior para acomodar un circuito de bobinado aislado trifásico.
Anillo colector en motor de inducción
Como se ve en la figura anterior, el rotor se enrolla para que coincida con el número de polos del estator. Los tres terminales de un rotor y los tres terminales de arranque que se conectan a través de anillos colectores están conectados a un eje. El objetivo del eje es transmitir potencia mecánica.
Construcción
Antes de discutir el principio de funcionamiento de anillo colector Inducción motor , conociendo el construcción del motor de inducción de anillo deslizante es importante. Así que comencemos con la construcción que incluye dos partes: estator y rotor.
- Estator
- Rotor
Estator
El estator de este motor consta de varias ranuras que están dispuestas para soportar la construcción de un circuito de bobinado trifásico que se conecta a una fuente de CA trifásica.
Rotor
El rotor de este motor consta de un núcleo cilíndrico con laminaciones de acero. Además de esto, el rotor tiene ranuras paralelas para acomodar devanados trifásicos. Los devanados en estas ranuras están dispuestos a 120 grados entre sí. Esta disposición puede reducir el ruido y evitar pausas irregulares de un motor.
Funcionamiento del motor de inducción de anillo deslizante
Este motor funciona según el principio de Ley de Faraday de inducción electromagnética . Cuando un devanado del estator se excita con una fuente de CA, el devanado del estator produce un flujo magnético. Según la ley de inducción electromagnética de Faraday, el devanado del rotor se induce y genera una corriente de flujo magnético. Este EMF inducido desarrolla un par que permite que el rotor gire.
Sin embargo, la diferencia de fase entre el voltaje y la corriente no cumple con los requisitos para generar un par de arranque alto, ya que el par desarrollado no es unidireccional. La resistencia externa de alto valor está conectada con el circuito para mejorar la diferencia de fase de un motor. Como resultado, se reduce la reactancia inductiva y la diferencia de fase entre I y V. En consecuencia, esta reducción ayuda al motor a generar un alto par de arranque. los diagrama del motor de inducción de anillo deslizante se muestra a continuación.
Diagrama de conexión del motor de inducción de anillo deslizante
¿Por qué se utilizan anillos deslizantes en un motor de inducción?
Deslizar se define como la diferencia entre la velocidad de flujo y la velocidad del rotor. Para que un motor de inducción produzca par, debe haber al menos alguna diferencia entre la velocidad del campo del estator y la velocidad del rotor. Esta diferencia se llama 'deslizamiento'. El anillo deslizante ”es un dispositivo electromecánico que ayuda a transmitir energía y señales eléctricas desde un componente fijo a un componente giratorio.
Los anillos colectores también se conocen como interfaces eléctricas rotativas, juntas rotativas eléctricas, pivotes o anillos colectores. A veces, según la aplicación, el anillo colector requiere mayor ancho de banda para transmitir datos. Los anillos deslizantes mejoran la eficiencia y el rendimiento de un motor al mejorar el funcionamiento del sistema y eliminar los cables que cuelgan de las juntas del motor.
Cálculo de la resistencia del motor de inducción de anillo deslizante
El par máximo se produce si
r = Smáx. X —— (yo)
Donde, Smax = Deslizamiento en el par de extracción
X = Inductancia de un rotor
r = resistencia del devanado del rotor
Sumando la resistencia externa R a la ecuación (I),
r + R = (Smáx) '. X —— (ii)
De la ecuación (i) y (ii),
R = r (S 'máx. / Smáx - 1) —— (iii)
Por definición de Smax, obtenemos Smáx = 1 - (Nmax / Ns) —— (iv)
Poniendo S'max = 1 en la ecuación (iii), obtenemos
R = r. (1 / Smáx-1) —— (v)
Digamos, Ns = velocidad síncrona de 1000 rpm y el par de extracción ocurre a 900 rpm, la ecuación (iv) se reduce a Smáx = 0.1 (es decir, 10% de deslizamiento)
Sustituir en la ecuación (v),
R = r. (1 / 0,1 - 1)
R = 9. r
'R' se mide con un multímetro. El valor de resistencia 9 veces mayor que el de una resistencia de rotor de anillo deslizante se conecta externamente para experimentar el par de arranque máximo.
Control de velocidad del motor de inducción de anillo deslizante
El control de velocidad de este motor se puede realizar mediante dos métodos que incluyen lo siguiente.
Efecto de agregar resistencia externa
Generalmente, la iniciación de estos motores ocurre cuando consume voltaje de línea completo, que es de 6 a 7 veces mayor que la corriente de carga completa. Esta alta corriente se puede controlar mediante una resistencia externa conectada en serie con el circuito del rotor. La resistencia externa actúa como un reóstato variable durante el arranque del motor y se ajusta automáticamente a una alta resistencia para obtener la corriente de arranque requerida.
La resistencia externa reduce la alta resistencia tan pronto como el motor alcanza la velocidad normal y aumenta el par de arranque de un motor. El ajuste de la resistencia externa también ayuda a disminuir la corriente del rotor y el estator, pero mejora el factor de potencia de un motor.
Usando circuito de tiristor
El circuito de encendido / apagado del tiristor es otra forma de controlar la velocidad de un motor. En este método, la corriente alterna del rotor se conecta a un puente rectificador trifásico y se conecta a una resistencia externa a través de un filtro. El tiristor está conectado a través de una resistencia externa y se enciende / apaga a alta frecuencia. La relación entre el tiempo de encendido y el tiempo de inactividad estima el valor real de la resistencia del circuito del rotor que ayuda a controlar la velocidad de un motor al controlar las características de velocidad-par.
Diferencia entre jaula de ardilla y motor de inducción de anillo deslizante
La diferencia entre estos dos motores se analiza a continuación.
| Motor de anillo deslizante | Motor de jaula de ardilla |
| Tiene un rotor de tipo bobinado | Su rotor es de tipo jaula de ardilla |
| El rotor tiene un núcleo cilíndrico con ranuras paralelas, en las que cada ranura tiene una barra | Las ranuras no son paralelas entre sí |
| La construcción es complicada debido a los anillos colectores y las escobillas | La construcción es simple |
| El circuito de resistencia externo está conectado con un motor | Sin circuito de resistencia externo ya que las barras del rotor están completamente ranuradas |
| El par de arranque es alto | El par es bajo |
| La eficiencia es baja | La eficiencia es alta |
Ventajas y desventajas del motor de inducción de anillo deslizante
Las ventajas son
- Par de arranque alto y excelente para soportar cargas de alta inercia.
- Tiene una corriente de arranque baja debido a la resistencia externa.
- Puede tomar una corriente de carga completa que es de 6 a 7 veces mayor
Las desventajas son
- Incluye mayores costos de mantenimiento debido a escobillas y anillos colectores en comparación con el motor de jaula de ardilla
- Construcción intrincada
- Gran pérdida de cobre
- Baja eficiencia y bajo factor de potencia
- Más caro que el motor de inducción de jaula de ardilla trifásico
Aplicaciones
Algunos de los aplicaciones del motor de inducción de anillo deslizante son
- Estos motores se utilizan donde se requiere un par más alto y una corriente de arranque baja.
- Se utiliza en aplicaciones como elevadores, compresores, grúas, transportadores, montacargas y muchos más.
Preguntas frecuentes
1). ¿Qué es el deslizamiento en un motor eléctrico?
El deslizamiento se define como la diferencia entre la velocidad síncrona y la velocidad de funcionamiento, a la misma frecuencia.
2). ¿Dónde se utilizan los motores de inducción de jaula de ardilla?
Se utilizan en bombas centrífugas, grandes soplantes y ventiladores, para hacer funcionar cintas transportadoras, etc.
3). ¿Qué es un motor de inducción de anillo deslizante?
Un motor con un rotor de tipo bobinado se conoce como motor de inducción de anillo deslizante. Además, los devanados del rotor están conectados a través de anillos colectores a una resistencia externa.
4). Nombre una desventaja del motor de inducción de anillo deslizante y el motor de inducción de jaula de ardilla
Las desventajas son las altas pérdidas de cobre y el bajo par
5). ¿Cuál es el uso de la resistencia externa en los motores de inducción de anillo deslizante?
La resistencia externa actúa como un reóstato variable durante el arranque del motor y se ajusta automáticamente a una alta resistencia para obtener la corriente de arranque requerida.
Por lo tanto, este artículo analiza una descripción general del anillo colector motor de inducción, la diferencia entre el motor de inducción de anillo deslizante y el motor de inducción de jaula de ardilla, aplicaciones, ventajas y desventajas. Aquí tiene una pregunta, ¿cuál es la función de un motor de inducción de anillo deslizante?
