1. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco
División Académica de Ingeniería y Arquitectura
Academia de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
Manual de prácticas del laboratorio virtual de
Motores Trifásicos de Inducción
De la Materia “Transformadores y Máquinas
de Inducción”:
Contenido:
Práctica 1. El motor de inducción trifásico
Práctica 2. Efecto del voltaje sobre las
características del motor
Elaborado por M. C. Rito Javier Rodríguez Lozoya

2. MOTORES CA DE INDUCCIÓN
OBJETIVO DE LA UNIDAD
Después de completar esta unidad, usted será capaz de demostrar y explicar el
funcionamiento de los motores ca de inducción
FUNDAMENTOS
Cuando el flujo magnético que vincula las espiras de alambre varía en función del tiempo,
se induce un voltaje entre los extremos de dichas espiras.
Si esos extremos están cortocircuitados entre ellos, circulará una corriente por el lazo
cerrado que forman las espiras
La figura muestra un imán que se desplaza hacia la derecha por encima de un grupo de
conductores.
Los conductores están cortocircuitados en sus extremos por medio de las barras A y B,
formando una especie de escalera.
La corriente circula en la espira formada por los conductores 1 y 2, así como en la creada
por los conductores 2 y 3
Estas corrientes crean campos magnéticos con sus polos norte y sur
La acción recíproca entre el campo magnético del imán y los campos magnéticos
producidos por las corrientes inducidas crea una fuerza entre el imán móvil y el electroimán
(escalera de conductores)
Esta fuerza arrastra la escalera en la dirección del imán móvil

3. No obstante, si la escalera se desplaza con la velocidad del imán, la variación del flujo
magnético no será significativa
Por esta razón no se inducirá ningún voltaje que provoque el flujo de corriente en los lazos
cerrados y, en consecuencia, la fuerza magnética que actúa sobre la escalera no resultará
muy importante
La escalera se debe desplazar a una velocidad más baja que la del imán móvil para que la
fuerza magnética la arrastre en la dirección de dicho imán
Cuanto más grande es la diferencia de velocidad entre los dos, mayor será la variación del
flujo magnético y, en consecuencia, más grande resultará la fuerza magnética que actuará
sobre la escalera de conductores
El rotor de un motor de inducción asincrónico se hace con una escalera, similar a la
mostrada anteriormente, curvándola sobre sí misma para formar una especie de jaula de
ardilla
De allí viene el nombre de motor de inducción jaula de ardilla
Para facilitar el pasaje del flujo magnético, se coloca el rotor del motor de inducción jaula
de ardilla en el interior de un cilindro de hierro laminado
El estator de dicho motor actúa como un electroimán giratorio
El electroimán giratorio provoca un par que arrastra el rotor, como el imán móvil arrastra la
escalera

4. Práctica 1. El motor de inducción trifásico
Objetivo del ejercicio
Después de completar este ejercicio, usted será capaz de demostrar las características de
funcionamiento de un motor de inducción trifásico de cuatro polos, empleando simulación
por computadora a través de los diagramas de bloques de SIMULINK
Procedimiento
1. Elabore el diagrama de bloques de Simulink de la figura 1.1, que representa un motor de
inducción
Figura 1.1 Diagrama de bloques de Simulink para operación de un motor de inducción
trifásico
2. Aplique un voltaje de 208 V a la “Fuente trifásica”
3. Haga doble click al icono del motor de inducción trifásico y configure de acuerdo a lo
que se muestra en la figura 1.2
Figura 1.2 Block de configuración del Motor para práctica 1

5. 1.3 Haga click en la pestaña de “Parameters” del block anterior e introduzca los datos del
motor de acuerdo a como se muestra en la Figura 1.3
Figura 1.3 Block de parámetros del motor de inducción para la práctica 1
1.4 Ajuste la carga en el block de “Par Ap” de la Figura 1.1 (Diagrama de simulación), para
que la potencia de salida del motor sea de 750 W (Potencia nominal del motor), donde se
debe mostrar también la corriente nominal del motor
1.5 en los espacios de abajo, anote los valores obtenidos de velocidad, par y corriente de
línea del motor de inducción de jaula de ardilla (de las tres lecturas de corriente, determine
el valor promedio)
 = _______ rpm; nom = ___________ N-m; inom = _________ A

6. 1.6 En el block de Par aplicado, ajuste el par desde cero y en etapas de 0.3 N-m hasta que la
velocidad del motor comience a disminuir bastante rápido (región de par máximo) y para
cada corrida, registre en la tabla 1.1 los valores de Voltaje (el promedio de las tres lecturas),
Corriente (el promedio de las tres lecturas), Potencia activa P en Watts, Potencia reactiva Q
en Vars, Velocidad en rpm y Par en N-m
Tabla 1.1
Par Ap V (volts) I (Amps) P (Watts) Q (Vars)  (rpm)
0 208
0.3 208
0.6 208
0.9 208
1.2 208
1.5 208
1.8 208
2.1 208
2.4 208
2.7 208
3.0 208
1.7 ¿Encuentra usted que la corriente de línea del motor de inducción crece cuando la carga
mecánica aplicada al motor de inducción tipo jaula de ardilla aumenta?
Si ______ No____
1.8. Elabora una gráfica de la velocidad del motor de inducción en función del par, llame a
esta gráfica “Característica par – velocidad del motor de inducción”. Coloque al par en el
eje x y a la velocida en el eje y.
Figura 1. 4 Característica par – velocidad del motor de inducción
1.9 Explique brevemente como varía la velocidad cuando la carga mecánica aplicada al
motor aumenta, es decir, cuando se incrementa el par
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
1.10 De la misma manera, elabore una gráfica donde incluya al mismo tiempo P y Q en
función de la velocidad del motor, colocando a la velocidad en el eje x y a las potencias en
el eje y. denomine a estas gráficas Características de la potencia del motor de inducción (P
y Q) en función de la velocidad
1.11 ¿Encuentra usted que el motor de inducción siempre extrae potencia reactiva de la
fuente de alimentación?
Si ______ No_______

7. 1.12 ¿Encuentra usted que la gráfica anterior confirma que el motor de inducción jaula de
ardilla extrae más potencia de la fuente de alimentación de ca cuando arrastra una carga
más pesada?
Si ______ No_______
1.13 Observe que cuando el motor de inducción gira sin carga, la potencia reactiva supera a
la potencia activa ¿Qué manifiesta lo anterior? Explique claramente
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
1.14 Elabore una gráfica de corriente contra velocidad de acuerdo a los datos obtenidos en
la Tabla 1.1, coloque la velocidad en el eje de las x y a la corriente en el eje de las y. Llame
a está gráfica Característica corriente velocidad del motor de inducción
1.15 ¿Cómo varía la corriente de línea cuando la velocidad del motor disminuye?
____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
1.16 Coloque un visualizador gráfico (scope) a la salida del bloque RMS3 (ver diagrama de
bloques modificado) y para cualquier carga, obtenga la gráfica de corrientes del motor e
indique cuantas veces es mayos la corriente de arranque que la corriente de carga
Iarranque = _______ Amps Icarga = ________ Amps
=
Figura 1.4 Inserción del scope para determinar la corriente de arranque del motor de
inducción

8. Preguntas:
1. La velocidad del campo magnético giratorio creado por una fuente trifásica se llama
a. Velocidad en vacío
b. Velocidad de sincronismo
c. Velocidad de deslizamiento
d. Velocidad nominal
2. La diferencia entre la velocidad de sincronismo y la velocidad del rotor de un motor de
jaula de ardilla se denomina velocidad
a. asíncrona
b. de deslizamiento
c. en vacío
d. a plena carga
3. El motor de inducción jaula de ardilla consume potencia reactiva porque
a. emplea una fuente trifásica
b. no requiere potencia reactiva
c. requiere esa potencia para crear un campo magnético
d. tiene una jaula de ardilla
4. Cuando se incrementa la carga de un motor de inducción jaula de ardilla, ¿aumenta 0
disminuye su velocidad?
a. aumenta
b. disminuye
c. permanece constante
d. oscila alrededor de su valor nominal
5. ¿ Que sucede cuando se invierten dos de los tres conductores que alimentan al motor de
inducción jaula de ardilla?
a. El motor no arranca
b. nada
c. se invierte su rotación
d. es generador

9. Práctica 2. Efecto del voltaje sobre las características del motor
Objetivo del ejercicio
Después de completar este ejercicio, usted será capaz de emplear la simulación del Motor
de inducción jaula de ardilla de cuatro polos para demostrar cómo el voltaje aplicado a un
motor de inducción afecta las características de éste
Presentación
En los motores de inducción, es conveniente tener un fuerte campo magnético giratorio
para obtener la mayor fuerza magnética posible entre el estator y el rotor
Esto permite desarrollar un par elevado y obtener motores potentes
Para poder aumentar la fuerza del campo magnético giratorio es necesario incrementar el
voltaje ca aplicado a los arrollamientos del estator del motor de inducción (voltaje del
motor)
No obstante, cuando se aumenta demasiado dicho voltaje, la corriente del motor (corriente
en los arrollamientos del estator) resulta grande aun sin carga, porque el hierro del estator
comienza a saturarse
Cuando el hierro está saturado, al incrementarse la corriente del motor en vacío, la fuerza
del campo magnético giratorio deja de aumentar
Para determinar el voltaje nominal de un motor de inducción, generalmente se traza el
gráfico voltaje en función de la corriente del motor en vacío
Este gráfico resulta similar a la curva de saturación de un transformador o de un motor cd
El voltaje nominal se selecciona de manera que el punto de funcionamiento del motor se
localice apenas debajo del codo de la curva de saturación

10. También es posible trazar la característica velocidad en función del par para diferentes
voltajes del motor
La figura muestra una característica para el voltaje nominal y otra para un voltaje menor
que éste
Los pares de arranque y máximo disminuyen sobremanera cuando se reduce el voltaje del
motor
En la práctica, el par disminuye con un factor que es igual al cuadrado del factor de
reducción del voltaje del motor
Por ejemplo, cuando el voltaje del motor se reduce con el factor dos (es decir, se lo lleva a
la mitad de su valor original), el par se reduce por el factor cuatro
En algunas circunstancias, se disminuye intencionalmente el voltaje del motor de inducción
para obtener pequeñas variaciones de su velocidad
Además, al reducir el voltaje del motor se logra disminuir su corriente de arranque
Procedimiento
2.1 Utilice el mismo diagrama de bloques del Motor de Inducción utilizado en la Práctica 1
(Figura 1.1), pero en la Fuente trifásica aplique el 75 % del voltaje nominal (156 V).
2.2 Con un par aplicado de 0, corra la simulación y anote el valor de la velocidad obtenida
en rpm
n = ________ rpm (Para el 75% del voltaje nominal de línea del motor)
la velocidad en vacío obtenida con el voltaje ajustado al 75% de su valor nominal, ¿resulta
menor que el logrado cuando se empleó el voltaje nominal en la tabla 1.1?
Si________ No______
2.3 ¿Se puede cambiar la velocidad de un motor de inducción de jaula de ardilla
modificando el voltaje aplicado)
Si________ No______
2.4 Utilice un esquema similar a la tabla 1.1, renómbrela Tabla 2.1y registre los datos de
Par Aplicado, Voltaje aplicado, Corriente desarrollada por el motor, Potencias activa y
reactiva y la velocidad en rpm.
En el block de Par Ap ajuste el par en etapas de 0.3 N - m hasta 1.5 N - m y registre los
valores obtenidos en cada corrida en la Tabla 2.1. Al igual que en el ejercicio anterior, el
valor de voltaje aplicado y corriente de carga hágalo obteniendo los valores promedio
Par Ap V (volts) I (Amps) P (Watts) Q (Vars)  (rpm)
0 156
0.3 156

11. 0.6 156
0.9 156
1.2 156
1.5 156
2.5 ¿Encuentra usted que la corriente de línea del motor de inducción jaula de ardilla que
aparece en la columna de corriente de la tabla anterior, crece cuando la carga mecánica
aplicada al motor aumenta?
Si_____ ____ No______
2.6 Elabore la gráfica 2.1 y llámela “Característica Par – Velocidad del motor de inducción
a voltaje reducido”. Coloque el par en el eje x y le velocidad en el eje y
2.7 Elabore una gráfica de las potencias activa (P) y reactiva (Q) en función de la velocidad
del motor, obtenidas en la Tabla 2.1. Titule al gráfico “Potencia Activa y Reactiva del
Motor de Inducción en función de la velocidad, a voltaje reducido”. Coloque la velocidad
del motor en el eje x y las potencias en el eje y
2.8 Compare las potencias Real (P) y Reactiva (Q) obtenidos con el 75% del voltaje
nominal del motor con el logrado en la práctica 1, en que el voltaje se ajustó a su valor
nominal. ¿Cuáles son sus observaciones?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
2.9 Elabore un gráfico de la corriente de línea en función de la velocidad del motor de
inducción jaula de ardilla con los datos obtenidos en la Tabla 2.1, titule al gráfico
“Característica Corriente - Velocidad del Motor de Inducción a Voltaje reducido”, coloque
la corriente en el eje x y a la velocidad en el eje y
2.10 Compare los valores de las corrientes obtenidas al 75 % del voltaje nominal con las
obtenidas en la Práctica 1, donde se aplicó el voltaje nominal. ¿Cuáles son sus
observaciones?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
2.11 Tal como se muestra en la Figura 1.4 de la Práctica 1 Coloque un visualizador gráfico
(scope) a la salida del bloque RMS3 y para cualquier carga, obtenga la gráfica de corrientes
del motor e indique cuantas veces es mayos la corriente de arranque que la corriente de
carga
Iarranque = _______ Amps Icarga = __________ Amps
=

12. 2.12 ¿Encuentra usted que reduciendo el voltaje del motor se disminuye su corriente de
arranque?
Si______ No________
Preguntas
1. ¿Cómo resulta afectado el para cuando se reduce el voltaje en el motor de inducción?
a. Disminuye
b. Aumenta
c. No cambia
d. Depende de la velocidad del motor
2. Una reducción del 50% en el voltaje del motor, ¿Qué variación causará en el par?
a. Un aumento del 25%
b. Una disminución del 50%
c. Una disminución del 75%
d. Una disminución del 100%
3. Cuando se incrementa la fuerza del electroimán del estator, el par que produce el motor
jaula de ardilla
a. no cambia
b. Disminuye
c. Aumenta
d. El par solo depende del tamaño del motor
4. Cuando se excede el voltaje nominal del arrollamiento de un motor de inducción jaula de
ardilla, la corriente en el devanado del estator aumenta sobremanera debido a
a. que el motor desarrolla un par elevado
b. la saturación del motor
c. la reacción de la jaula de ardilla del motor
d. que el motor consume potencia reactiva
5. ¿Qué ventaja se obtiene al reducir el voltaje de línea del motor de inducción jaula de
ardilla
a. Se disminuye la corriente de línea durante el arranque
b. se dañan menos las escobillas del motor
c. Se aumenta el par de arranque
d. Se evita el peligro de embalado del motor