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MÀQUINES ELÈCTRIQUES 1.LABORATORI.
P4. El motor asíncron tri fàsic.
R. BargallóJ. Morón
2011
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CARACTERÍSTICAS DEL MOTOR ASÍNCRONO. DETERMINACIÓN DEPÉRDIDAS.
ESQUEMA EQUIVALENTE.
En el trabajo como motor resultan interesantes la determinación
de las pérdidas de
la máquina así como la obtención de un circuito equivalente para
facilitar los cálculosen cualquier régimen de trabajo.
Ensayo en vacío. Pérdidas en vacío.
Para realizar el ensayo en vacío debe montarse el esquema que
sigue. Alimentamosla máquina a su tensión nominal, estando la carga
de su eje desconectada. En vacíosolo debemos suministrar la
potencia necesaria para soportar las pérdidas:
Magnéticas
Mecánicas Por efecto Joule en el estator.
n U (fase) W1 W2 A A A
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En vacío las pérdidas fijas (suma de las magnéticas más las
mecánicas) puedendeterminarse como:
2
010
0
3
21
I RPP
W W P
fijas
A partir de este valor puede determinarse el esquema
equivalente en vacío:
m
mm
m
fe
fe
Q
U X senUI Q
sen I I
I I
UI
P
P
U R
2
00
00
00
0
0
0
0
2
33
cos
3cos
3
Las pérdidas magnéticas son función de la inducción (al
cuadrado), y esta esproporcional a la tensión; podemos escribir
que:
2kU p p pP mecmagmec fijas
por otra parte las pérdidas mecánicas son proporcionales a la
velocidad.
El ensayo de separación de pérdidas consiste en una prueba en la
que la tensiónaplicada a la máquina disminuye mientras se mide la
potencia aportada y lavelocidad de rotación de la máquina (y se va
controlando que esta no varíedemasiado). Extrapolando la gráfica
obtenida a tensión nula obtendremos laspérdidas mecánicas. El resto
son pérdidas magnéticas.
n
U
W1
W2
I
P0
Pfijas
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Para realizar el cálculo resulta conveniente representar
gráficamente las pérdidasfijas como función del CUADRADO de la
tensión, ya que entonces la gráfica tiende aser rectilínea y
resulta más fácil la extrapolación.
Ensayo a rotor parado.
Mismo montaje anterior.
Manteniendo el rotor parado, aplicamos una tensión tal que
circule la corrientenominal del motor.
Corrigiendo los valores a tensión nominal:
2
cc
N
JN cc
cc
N
N cc
U
U PP
U
U
I I
La corriente Icc es la corriente que absorberá el motor en
el momento del arranque.Pcc son las pérdidas por efecto Joule
cuando circule esta corriente. Asimismo, delbalance de potencias en
estas condiciones podemos inferir que el par de arranquees
(aproximadamente)
n U (fase) W1 W2 A A A
0
U2
Pfijas
Pma
Pmec
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1
2
J arranqueP
M
Donde PJ2 son las pérdidas por efecto Joule en el rotor.
Estas pueden serdeterminadas aproximadamente como:
fijascccc J P I RPP
2
12 3
Asumiendo que a rotor frenado el circuito equivalente es
el siguiente, podemoscalcular la impedancia equivalente en una
forma similar al caso del transformador;se ha despreciado la rama
transversal (comprobar que es así).
22
2
3 cccccc
N
JN cc
N
cc
cc
N cc
R Z X I
P R
I
U
I
U Z
Ensayo en carga.
Mismo esquema anterior.
Manteniendo constante la tensión de alimentación, ir cargando el
motor por el eje yllenar la tabla siguiente.
n
U
W1
W2
I
W1
W2
M
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A partir de las medidas anteriores podemos determinar las
diferentes característicaselectromecánicas y mecánicas:
Característica mecánica M=f(n)
Potencia útil Pu=f(M) ( ·Ω)
Corriente I=f(M)
Rendimiento =f(M)
Factor de potencia cos=f(M)
