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AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
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CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR ASINCRONO
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AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
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El montaje del motor se realiza conforme a la siguiente figura. Con el motor trifásico
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tensión nominal del motor ha ser probado (ver placa).
Las condiciones son las siguientes:
 La velocidad debe ser constante.
 El eje del motor debe estar completamente libre.
 La frecuencia debe ser la nominal del motor.

Mediciones y cálculos en la prueba de vacío:
𝑷𝒐 = 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝒎 = 𝟔𝟎 𝑾
𝑷𝒄𝒖𝟏 = 𝑷𝒄𝒖𝟐 = 𝟎
𝑽𝒐 = 𝟐𝟐𝟎 𝑽𝒐𝒍𝒕.
𝑰𝒐 =
𝑰𝟏 + 𝑰𝟐 + 𝑰𝟑
𝟑
=
𝟎. 𝟔𝟒𝟕 + 𝟎. 𝟖𝟕𝟖 + 𝟎. 𝟗𝟏𝟐
𝟑
= 𝟎. 𝟖𝟏 𝑨𝒎𝒑.
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 3
Hallando el factor de potencia del motor en vacio:
𝒄𝒐𝒔(Ѳ) =
𝑷𝒇𝒆
𝟑 ∗ 𝑽𝒐 ∗ 𝑰𝒐
=
𝟔𝟎
𝟑 ∗ 𝟐𝟐𝟎 ∗ (
𝟎. 𝟖𝟏
√ 𝟑
)
= 𝟎. 𝟏𝟗𝟒
Ѳ = 𝒂𝒄𝒐𝒔( 𝟎. 𝟏𝟗𝟒) = 𝟕𝟖. 𝟖°
Hallando la resistencia y corriente de
pérdidas en el hierro:
𝑰𝒇𝒆 = 𝑰𝒐 ∗ 𝒄𝒐𝒔(Ѳ) = 𝟎. 𝟎𝟗𝟏 𝑨𝒎𝒑.
𝑹𝒇𝒆 =
𝑽𝒐
𝑰𝒇𝒆
=
𝟐𝟐𝟎
𝟎.𝟎𝟗𝟏
= 𝟐𝟒𝟏𝟕. 𝟔 Ω
Hallando la corriente y la reactancia
de magnetización:
𝑰𝒖 = 𝑰𝒐 ∗ 𝒔𝒆𝒏(Ѳ) = 𝟎. 𝟒𝟓𝟗 𝑨𝒎𝒑.
𝑿𝒖 =
𝑽𝒐
𝑰𝒖
=
𝟐𝟐𝟎
𝟎.𝟒𝟓𝟗
= 𝟒𝟕𝟗. 𝟑 Ω
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 4
PRUEBA EN VACIO
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 5
2. PRUEBA DE ROTOR BLOQUEADO
La única diferencia está en que en este caso se alimentará el motor con una tensión
mucho más reducida que la nominal. A partir de 0 voltios se irá aumentando la
tensión hasta que el motor alcance la corriente nominal, todo ello manteniendo el
rotor bloqueado. SE DEBERÁ PONER ESPECIAL ATENCIÓN EN NO SUPERAR
LA CORRIENTENOMINAL DELMOTOR PARA EVITAR QUE LOS DEVANADOS
SUFRAN DAÑOS. Como resultado del ensayo se registrarán la tensión, la corriente
y la potencia en este ensayo.
Para el ensayo de rotor bloqueado se utilizará exactamente el mismo esquema de
conexiones que para el caso del ensayo de vacío
Las condiciones son las siguientes:
 La corriente de línea debe ser la nominal del motor.
 El eje del motor debe estar trabado.
 La frecuencia debe ser la nominal del motor.
Mediciones y cálculos en la prueba de rotor bloqueado:
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 6
𝑷𝒄𝒄 = 𝟏𝟑𝟒 𝑾
𝑽𝒄𝒄 =
𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 + 𝑽𝟑
𝟑
=
𝟓𝟕. 𝟐 + 𝟓𝟕. 𝟖 + 𝟓𝟓. 𝟔
𝟑
= 𝟓𝟔. 𝟗 𝑽𝒐𝒍𝒕.
𝑰𝒄𝒄 = 𝟏. 𝟕 𝑨𝒎𝒑.
Hallando la Resistencia y Reactancia de cortocircuito reducidas al
estator:
𝒁𝒄𝒄 =
𝑽𝒄𝒄
𝑰𝒄𝒄
=
𝟓𝟔. 𝟗
𝟏. 𝟕/√ 𝟑
= 𝟓𝟕. 𝟗𝟕
Hallando La Resistencia equivalente:
𝑹𝒄𝒄 =
𝑷𝒄𝒄
𝑰𝒄𝒄 𝟐
= 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐′
=
𝟏𝟑𝟒/𝟑
(𝟏. 𝟕/√ 𝟑) 𝟐
= 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 Ω
𝑹𝟐′
= 𝑹𝒄𝒄 − 𝑹𝟏 = 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 − 𝟏𝟓. 𝟔 = 𝟑𝟎. 𝟕𝟕 Ω
𝑹𝟏 = 𝟏𝟓. 𝟔 Ω
𝑹𝟐′
= 𝟑𝟎. 𝟕𝟕 Ω
Hallando la Reactancia Equivalente
𝑿𝒄𝒄 = √ 𝒁𝒄𝒄 𝟐 − 𝑹𝒄𝒄 𝟐 = 𝑿𝟏 + 𝑿𝟐′
= √ 𝟓𝟕. 𝟗𝟕 𝟐 − 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 𝟐 = 𝟑𝟒. 𝟕𝟗 Ω
Desafortunadamente, no hay una forma sencilla de separar las contribuciones de
las reactancias del rotor y del estator. Con el paso de los anos la experiencia ha
demostrado que los motores con cierto tipo de diseño muestran ciertas proporciones
definidas entre las reactancias del estator y del rotor. La fi gura resume la
experiencia. En la práctica normal no importa cómo se separe XRB, puesto que la
reactancia aparece como la suma de X1 1 X2 en todas las ecuaciones del par.
𝑿𝟏 = 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑿𝒄𝒄 = 𝟏𝟕. 𝟒 Ω
𝑿𝟐′
= 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑿𝒄𝒄 = 𝟏𝟕. 𝟒 Ω
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 7
PRUEBA DE ROTOR BLOQUEADO
AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC
FIEE 8
3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
1. Los datos de placa del motor asíncrono y los datos obtenidos en las pruebas de
corriente directa, de vacío y de rotor bloqueado nos sirven para obtener el circuito
equivalente del motor.
2. En el ensayo a rotor bloqueado o en cortocircuito, la potencia consumida es igual a
las pérdidas del cobre. Este ensayo se debe realizar a corriente nominal, además
se deberá poner especial atención en no superar la corriente nominal del motor para
evitar que los devanados sufran daños.
3. Se debe tener cuidado al realizar las pruebas de corriente directa, de vacío y rotor
bloqueado que se le aplican al motor asíncrono, se debe cumplir con los protocolos
establecidos para no cometer errores y de esa forma obtener resultados
satisfactorios.
4. Se debe tener en cuenta en la medición de los parámetros de las pruebas que se
aplican al motor asíncrono, cuales mediciones de fase, de línea en caso de
tensiones y corrientes y, en el caso de potencias si son totales o por fase.
5. En la prueba de rotor bloqueado la corriente que circula por el estator debe ser la
corriente nominal y en la prueba de vacío la tensión que se le suministra al motor
debe ser la tensión nominal.
6. La norma IEEE 112 recomienda ensayar a 25% de f1 (el rotor siempre tiene baja
frecuencia y el estator alta) y corregir los valores obtenidos (X1 y X2’)
multiplicándolos por fnominal/fensayo.

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LABORATORIO DE MAQUINAS ELECTRICAS 2

  • 1. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 1 DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DEL MOTOR DE INDUCCIÓN CIRCUITO EQUIVALENTE DE UN MOTOR ASINCRONO Este es el modelomonofásicoprácticoque presentaenunmotor asíncrono trifásicoconformado por lasimpedanciassiguientes:Estatórica,retórica,núcleoycarga. Datos de Placa del motor
  • 2. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 2 1. PRUEBA EN VACIO El montaje del motor se realiza conforme a la siguiente figura. Con el motor trifásico en vacío la tensión de alimentación se regula hasta que el voltímetro indique la tensión nominal del motor ha ser probado (ver placa). Las condiciones son las siguientes:  La velocidad debe ser constante.  El eje del motor debe estar completamente libre.  La frecuencia debe ser la nominal del motor.  Mediciones y cálculos en la prueba de vacío: 𝑷𝒐 = 𝑷𝒇𝒆 + 𝑷𝒎 = 𝟔𝟎 𝑾 𝑷𝒄𝒖𝟏 = 𝑷𝒄𝒖𝟐 = 𝟎 𝑽𝒐 = 𝟐𝟐𝟎 𝑽𝒐𝒍𝒕. 𝑰𝒐 = 𝑰𝟏 + 𝑰𝟐 + 𝑰𝟑 𝟑 = 𝟎. 𝟔𝟒𝟕 + 𝟎. 𝟖𝟕𝟖 + 𝟎. 𝟗𝟏𝟐 𝟑 = 𝟎. 𝟖𝟏 𝑨𝒎𝒑.
  • 3. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 3 Hallando el factor de potencia del motor en vacio: 𝒄𝒐𝒔(Ѳ) = 𝑷𝒇𝒆 𝟑 ∗ 𝑽𝒐 ∗ 𝑰𝒐 = 𝟔𝟎 𝟑 ∗ 𝟐𝟐𝟎 ∗ ( 𝟎. 𝟖𝟏 √ 𝟑 ) = 𝟎. 𝟏𝟗𝟒 Ѳ = 𝒂𝒄𝒐𝒔( 𝟎. 𝟏𝟗𝟒) = 𝟕𝟖. 𝟖° Hallando la resistencia y corriente de pérdidas en el hierro: 𝑰𝒇𝒆 = 𝑰𝒐 ∗ 𝒄𝒐𝒔(Ѳ) = 𝟎. 𝟎𝟗𝟏 𝑨𝒎𝒑. 𝑹𝒇𝒆 = 𝑽𝒐 𝑰𝒇𝒆 = 𝟐𝟐𝟎 𝟎.𝟎𝟗𝟏 = 𝟐𝟒𝟏𝟕. 𝟔 Ω Hallando la corriente y la reactancia de magnetización: 𝑰𝒖 = 𝑰𝒐 ∗ 𝒔𝒆𝒏(Ѳ) = 𝟎. 𝟒𝟓𝟗 𝑨𝒎𝒑. 𝑿𝒖 = 𝑽𝒐 𝑰𝒖 = 𝟐𝟐𝟎 𝟎.𝟒𝟓𝟗 = 𝟒𝟕𝟗. 𝟑 Ω
  • 4. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 4 PRUEBA EN VACIO
  • 5. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 5 2. PRUEBA DE ROTOR BLOQUEADO La única diferencia está en que en este caso se alimentará el motor con una tensión mucho más reducida que la nominal. A partir de 0 voltios se irá aumentando la tensión hasta que el motor alcance la corriente nominal, todo ello manteniendo el rotor bloqueado. SE DEBERÁ PONER ESPECIAL ATENCIÓN EN NO SUPERAR LA CORRIENTENOMINAL DELMOTOR PARA EVITAR QUE LOS DEVANADOS SUFRAN DAÑOS. Como resultado del ensayo se registrarán la tensión, la corriente y la potencia en este ensayo. Para el ensayo de rotor bloqueado se utilizará exactamente el mismo esquema de conexiones que para el caso del ensayo de vacío Las condiciones son las siguientes:  La corriente de línea debe ser la nominal del motor.  El eje del motor debe estar trabado.  La frecuencia debe ser la nominal del motor. Mediciones y cálculos en la prueba de rotor bloqueado:
  • 6. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 6 𝑷𝒄𝒄 = 𝟏𝟑𝟒 𝑾 𝑽𝒄𝒄 = 𝑽𝟏 + 𝑽𝟐 + 𝑽𝟑 𝟑 = 𝟓𝟕. 𝟐 + 𝟓𝟕. 𝟖 + 𝟓𝟓. 𝟔 𝟑 = 𝟓𝟔. 𝟗 𝑽𝒐𝒍𝒕. 𝑰𝒄𝒄 = 𝟏. 𝟕 𝑨𝒎𝒑. Hallando la Resistencia y Reactancia de cortocircuito reducidas al estator: 𝒁𝒄𝒄 = 𝑽𝒄𝒄 𝑰𝒄𝒄 = 𝟓𝟔. 𝟗 𝟏. 𝟕/√ 𝟑 = 𝟓𝟕. 𝟗𝟕 Hallando La Resistencia equivalente: 𝑹𝒄𝒄 = 𝑷𝒄𝒄 𝑰𝒄𝒄 𝟐 = 𝑹𝟏 + 𝑹𝟐′ = 𝟏𝟑𝟒/𝟑 (𝟏. 𝟕/√ 𝟑) 𝟐 = 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 Ω 𝑹𝟐′ = 𝑹𝒄𝒄 − 𝑹𝟏 = 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 − 𝟏𝟓. 𝟔 = 𝟑𝟎. 𝟕𝟕 Ω 𝑹𝟏 = 𝟏𝟓. 𝟔 Ω 𝑹𝟐′ = 𝟑𝟎. 𝟕𝟕 Ω Hallando la Reactancia Equivalente 𝑿𝒄𝒄 = √ 𝒁𝒄𝒄 𝟐 − 𝑹𝒄𝒄 𝟐 = 𝑿𝟏 + 𝑿𝟐′ = √ 𝟓𝟕. 𝟗𝟕 𝟐 − 𝟒𝟔. 𝟑𝟕 𝟐 = 𝟑𝟒. 𝟕𝟗 Ω Desafortunadamente, no hay una forma sencilla de separar las contribuciones de las reactancias del rotor y del estator. Con el paso de los anos la experiencia ha demostrado que los motores con cierto tipo de diseño muestran ciertas proporciones definidas entre las reactancias del estator y del rotor. La fi gura resume la experiencia. En la práctica normal no importa cómo se separe XRB, puesto que la reactancia aparece como la suma de X1 1 X2 en todas las ecuaciones del par. 𝑿𝟏 = 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑿𝒄𝒄 = 𝟏𝟕. 𝟒 Ω 𝑿𝟐′ = 𝟎. 𝟓 ∗ 𝑿𝒄𝒄 = 𝟏𝟕. 𝟒 Ω
  • 7. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 7 PRUEBA DE ROTOR BLOQUEADO
  • 8. AUTOMATIZACIÓN – Memorias de los PLC FIEE 8 3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. Los datos de placa del motor asíncrono y los datos obtenidos en las pruebas de corriente directa, de vacío y de rotor bloqueado nos sirven para obtener el circuito equivalente del motor. 2. En el ensayo a rotor bloqueado o en cortocircuito, la potencia consumida es igual a las pérdidas del cobre. Este ensayo se debe realizar a corriente nominal, además se deberá poner especial atención en no superar la corriente nominal del motor para evitar que los devanados sufran daños. 3. Se debe tener cuidado al realizar las pruebas de corriente directa, de vacío y rotor bloqueado que se le aplican al motor asíncrono, se debe cumplir con los protocolos establecidos para no cometer errores y de esa forma obtener resultados satisfactorios. 4. Se debe tener en cuenta en la medición de los parámetros de las pruebas que se aplican al motor asíncrono, cuales mediciones de fase, de línea en caso de tensiones y corrientes y, en el caso de potencias si son totales o por fase. 5. En la prueba de rotor bloqueado la corriente que circula por el estator debe ser la corriente nominal y en la prueba de vacío la tensión que se le suministra al motor debe ser la tensión nominal. 6. La norma IEEE 112 recomienda ensayar a 25% de f1 (el rotor siempre tiene baja frecuencia y el estator alta) y corregir los valores obtenidos (X1 y X2’) multiplicándolos por fnominal/fensayo.