maquinas electricas

1. MÁQUINAS ELÉCTRICAS
ROTATIVAS
MOTOR ELÉCTRICO
TRIFÁSICO DE
INDUCCIÓN

2. MOTOR TRIFÁSICO DE INDUCCIÓN

3. Constitución de un motor trifásico
de inducción

4. Constitución de un motor
trifásico de inducción

5. Constitución de un motor trifásico
de inducción
• El motor de inducción tiene 2 partes importantes:
estator y rotor .
• El estator : compuesto de una carcasa de fundición , un
núcleo formado de chapas magnéticas y un
arrollamiento constituido por bobinas alojadas en las
ranuras del núcleo.
• Estas bobinas forman 3 arrollamientos independientes
iguales llamadas fases.
• Las 3 fases de un motor están siempre conectadas en
estrella o en triángulo.
• El rotor: puede ser del tipo jaula de ardilla o de rotor
bobinado.

6. Máquina Asíncrona Trifásica o de
inducción
• Principio de funcionamiento
• Se basa en el principio de la interacción electromagnética
entre el campo magnético giratorio creado por un sistema
de corrientes trifásicas suministradas desde la red al
devanado del estator y las corrientes que se inducen en el
devanado del rotor cuando el campo magnético giratorio
cruza los devanados del rotor.
• Es semejante al funcionamiento de un transformador
considerando al devanado estatórico como la bobina
primaria y al devanado rotórico como la bobina
secundaria que gira a una velocidad Nm .

7. Principio de Funcionamiento
• El campo magnético giratorio es sinusoidal y
su velocidad de rotación es Ns .
• Si : p = número de polos del devanado
• estatórico
• f = frecuencia de la red
• Ns = velocidad del campo giratorio
• Ns ( en rpm ) = ( 120f ) / p

8. Principio de funcionamiento
• La interacción electromagnética entre ambas
partes de la máquina asíncrona sólo es posible
cuando las velocidades del campo giratorio
• ( Ns ) y la del rotor Nm sean distintas , porque
si Ns = Nm el campo giratorio sería inmóvil
con respecto al rotor y en el devanado del
rotor no se inducirá corriente alguna..
• El próximo concepto será el de deslizamiento.

9. Deslizamiento
• El deslizamiento “S” se define como el
cociente entre la diferencia de las velocidades
síncrona ( Ns ) y la velocidad mecánica ( Nm )
de giro del rotor , a la velocidad de
sincronismo Ns .
• S = ( Ns – Nm ) / Ns
• S % = ( ( Ns – Nm ) / Ns)*100

10. Regímenes de funcionamiento de la
máquina asíncrona
• De acuerdo con la relación entre las
velocidades Ns y Nm puede funcionar:
• a) Motor
• b) Generador
• c) Freno electromagnético
• a) En régimen de motor.- entre los límites de
• Nm = 0 hasta Nm = Ns , es decir cuando el
deslizamiento varía entre S = +1 hasta S = 0 .

11. Regímenes de funcionamiento de la
máquina asíncrona
• b)En régimen de generador
• El deslizamiento en este caso varía entre los límites S = 0
hasta S = -infinito
• c)En régimen de freno electromagnético
• El deslizamiento en este caso varía entre los límites S = +1
( Nm = 0 ) hasta S = +infinito .
• S = +infinito corresponde a Nm = -infinito.
• En este caso a la máquina asíncrona se le aplica energía
desde 2 fuentes : energía eléctrica desde la red y energía
mecánica desde el motor primo.
• Uso: en máquinas de elevación de cargas y en el transporte
de cargas.

12. Regímenes de funcionamiento de la
máquina asíncrona: n1= Ns ; M = T = par

13. Frecuencia rotórica
• En la máquina asíncrona el rotor gira con
respecto al campo magnético giratorio a una
velocidad igual a Ns – Nm .
• La f.e.m. inducida en el rotor (fr) tiene una
frecuencia : fr = ( p / 2 ) ( Ns – Nm )
• fr = ( p*Ns / 2 ) ( (Ns – Nm) / Ns ) = f S

14. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN :
Rotor Parado ( X2=Xr ; R2=Rr ; I2=Ir ; E2=Er)

15. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN :
Rotor Parado ( X2=Xr ; R2=Rr ; I2=Ir ; E2=Er)
• La máquina de inducción es muy semejante a un
transformador cuyo primario es el estator y cuyo secundario
es el rotor.
• Suponiendo que el rotor está parado ( Nm = 0 ; s = 1 )
• Se puede construir un circuito equivalente monofásico igual al
del transformador .
• Z1= R1 + j X1 = impedancia de dispersión del estator
• Z2 = R2 + j X2 = impedancia de dispersión del rotor
• I2 = corriente del rotor
• f1 = frecuencia de la corriente estatórica

16. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN
TRIFÁSICO :
(Rotor en movimiento)

17. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN
TRIFÁSICO :
(Rotor en movimiento)
• Cuando el rotor se pone en movimiento la
frecuencia del rotor se reduce a “sf” y la f.e.m.
del rotor a “sE2” ya que disminuye la
velocidad relativa entre el campo giratorio y el
rotor ( s ) y la variación de la frecuencia del
rotor afecta a la reactancia de dispersión del
rotor que se reduce a “sXr” .

18. CIRCUITO EQUIVALENTE DEL MOTOR DE INDUCCIÓN
TRIFÁSICO :
(Rotor en movimiento)
• Conviene realizar el siguiente artificio :
• I2r = sE2 / (Rr + j sXr)
• Si dividimos la expresión anterior entre el deslizamiento “s”
• I2r = E2 / (Rr/s + j Xr)
• Se tiene la ventaja de tener la tensión aplicada E2 de rotor
parado y ahora podemos reflejar del rotor al estator
utilizando “a=N1 / N2” y eliminar el transformador ideal
.Luego:
• I2r/a = E1 / ((a*a)(Rr/s + j Xr)).
• Se tendrá el circuito equivalente exacto de la máquina de
inducción.

19. CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO DEL MOTOR DE
INDUCCIÓN TRIFÁSICO :
X2 = (a*a)Xr ; R2 = (a*a)Rr ; I2= I2r / a

20. CIRCUITO EQUIVALENTE EXACTO DEL MOTOR DE
INDUCCIÓN TRIFÁSICO :
X2 = (a*a)Xr ; R2 = (a*a)Rr ; I2= I2r / a
• R2 / s = (a*a)Rr / s ; es una resistencia variable
que toma en cuenta la carga mecánica de la
máquina y la resistencia interna del rotor R2 :
• R2 / s = R2 + {(a*a)Rr*(1-s)/s}
• Rd = Resistencia dinámica = (a*a)Rr*(1-s)/s
• La “Rd” es el equivalente eléctrico de la carga
mecánica ubicada en el eje del motor.

21. CIRCUITO EQUIVALENTE
APROXIMADO DEL MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO :
X2 = (a*a)Xr ; R2 = (a*a)Rr ; I2= I2r / a