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Caracterización Motor de inducción AC

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Motores de inducción AC son los workhorses de la industria moderna, simple, robusto y confiable. Un motor de inducción tiene dos partes principales. La primera es la parte fija llamada estator, que consta de bobinas estacionarias alrededor de una cavidad. Suspendido en la cavidad es el rotor, que es un par de anillos de extremo tapado un arreglo cilíndrico de bares. Esto a menudo se llama la jaula de ardilla. Los parámetros eléctricos de estos dos componentes proporcionan información sobre la eficiencia del motor y la relación entre par y velocidad. Esto es esencial para determinar el mejor tamaño del motor y el tipo de una aplicación. Este video se introducen los conceptos básicos de funcionamiento del motor de inducción y demostrar cómo determinar un modelo de circuito equivalente de un motor de inducción trifásico.

Un motor de inducción de CA trifásica utiliza alimentación trifásica con cada fase conectada a su propio sistema separado de las bobinas del estator. Las bobinas están dispuestas en un patrón que genera un campo magnético de cada fase de la alimentación. Campo magnético neto resultante, llamado campo magnético del estator, gira con velocidad angular constante. El flujo magnético giratorio induce corriente en el rotor, de la misma forma que un transformador transfiere energía de la bobina primaria a la secundaria. La corriente a través de los barrotes de la jaula de ardilla a su vez crea su propio campo magnético, llamado campo magnético inducido del rotor. La interacción entre estos dos campos produce una fuerza sobre el rotor, que se provoca es seguir el campo magnético del estator. Como una plancha de bar siguiendo los imanes alrededor de él. Si el rotor sigue exactamente el campo magnético, como esta barra, el motor es síncrono. Sin embargo, en un motor de inducción, el rotor va a la zaga campo magnético del estator. Esta demora, denominada deslizante, hace que los motores de inducción sean asíncronas. Así, el motor de inducción siempre girará más lentamente que la velocidad síncrona. Esfuerzo de torsión aumenta con la disminución de resbalón, o como disminuye la velocidad del motor del síncrono hasta un cierto punto llamado el torque de ruptura. Con la adición de una carga, la velocidad de rotación disminuye como deslizamiento aumenta, resultando en la disminución de par. Los experimentos siguientes mostrará cómo medir distintos parámetros eléctricos del motor de inducción con el fin de describir el motor mediante un modelo de circuito equivalente.

Cada uno de los siguientes exámenes requiere el conocimiento de las calificaciones del rotor, que están impresos en la placa del motor. Para la tensión nominal de 208 voltios a 60 hertz, registrar la potencia nominal en caballos de fuerza y vatios. También registre la corriente nominal en amperios y la velocidad nominal en ambas revoluciones por minuto y radianes por segundo. El esfuerzo de torsión clasificado puede ser calculado y es igual a la potencia dividida por la velocidad nominal. Aquí el eje del motor de inducción conduce un generador de DC. La carga eléctrica en el generador de la C.C. está directamente relacionada con la potencia mecánica en él. Y a su vez, actúa como la carga mecánica en el motor de inducción. En primer lugar, establecer el límite actual de la fuente de potencia DC a 1,8 amperios, después los apaga. Esta prueba de DC mide la resistencia de sólo el estator bobinado ya que sólo los terminales del estator son accesibles para un motor de inducción de jaula de ardilla. Conecte la salida de la fuente de energía a través de terminales del estator A y B. a su vez en la alimentación y registrar su salida voltaje y corriente. Repita este procedimiento para las otras combinaciones de dos fases B y C y C y A. Cada una de las combinaciones de fase, calcular la resistencia dividiendo voltaje de salida corriente de salida. El resultado si para dos fases en serie, así que la resistencia de la fase, R1, es la mitad de este valor. La resistencia del bobinado de estator depende de la potencia del motor y es de 6 ohms para este motor.

Compruebe el motor de inducción con vacío para obtener las mediciones necesarias para cálculos posteriores. En primer lugar, desconectar todos los terminales del generador de la C.C., o dinamómetro, por lo que no genera poder y no proporciona ninguna carga mecánica en el motor de inducción. Con la fuente de alimentación trifásica de, montar el aparato. Conjunto el variac al 0% de salida y conecta a la salida de tres fases. Conecte la alimentación de corriente trifásica y aumentar rápidamente la salida del variac, hasta que cada uno de los medidores de potencia digital lee de 208 voltios. Registrar la potencia, tensión y mediciones de corriente de dos metros. La suma de la potencia medida por los dos metros de potencia digital es la potencia consumida por las tres fases que actúan juntos. 1/3 de esto es el poder en una fase. Grabar el par del motor y designarlo t-zero, el esfuerzo de torsión sin carga. Si el aparato de medición de esfuerzo de torsión no está bien calibrado, t-zero puede no necesariamente igual a cero. A continuación, utilice una luz estroboscópica para medir la velocidad de rotación del motor con sin carga, que está cerca de su velocidad síncrona de 1.800 RPM. Ajustar el curso y encontrar mandos de frecuencia hasta que el eje parece inmóvil. La velocidad del motor es típicamente entre la velocidad nominal en la placa y la velocidad síncrona. Convertir la frecuencia de la luz estroboscópica de RPM a la velocidad de rotación angular sin carga, omega zero. Ponga la espalda variac en salida de 0%, entonces la energía de tres fases. Dejar intacto el resto del aparato.

La prueba de rotor bloqueado mide los parámetros eléctricos cuando el motor está fijo y no pueda hacerlo girar. En este estado, se produce la mayor diferencia en el movimiento entre el campo del rotor y el estator. Para esta prueba, usar el conjunto de la prueba sin carga y desconectar todos los terminales del generador de la C.C. o del dinamómetro. Con la potencia de tres fases apagado y la salida del variac al 0%, bloquear el rotor en el lado del motor DC con la pinza mecánica. Excepto el rotor bloqueado, el aparato es el mismo en cuanto a la prueba sin carga. Encienda la alimentación trifásica y el motor de inducción. Lentamente aumente la salida variac con la corriente nominal de los medidores de potencia digital. Registrar la energía, voltaje y corriente de dos metros. Para terminar, ajuste la espalda variac a 0% y, a continuación, desconecte la alimentación de tres fases.

Efectivamente, el devanado del estátor realiza la misma función que la bobina primaria de un transformador, y el rotor es equivalente a la bobina secundaria. El motor por lo tanto se puede modelar mediante un circuito equivalente similar a la de un transformador. Sin embargo, el circuito se simplifica para quitar la parte del transformador ideal y se refiere a los componentes del rotor como un reflejo del estator. El circuito equivalente por fase incluye la resistencia bobina de estator, R1, calculada de la prueba de DC. El estator también exhibe oposición a los cambios de corriente y voltaje llamado reactancia X1. Se reflejan los parámetros del rotor del estator, incluyendo la resistencia reflejada, prime R2 y refleja de rotor reactancia, X2 prime. La mutua de la reactancia de magnetización, parámetro XM es un equivalente para el flujo magnético en el entrehierro entre el rotor y el estator. Finalmente, una pérdida de energía ocurre entre el estator y el rotor y se modela como la resistencia equivalente de núcleo pérdida, RC. Todos estos valores se pueden calcular de las pruebas demostradas y se detallan en el protocolo de pruebas.

Motores de inducción AC son ampliamente utilizados en una variedad de aplicaciones, debido a su simplicidad, robustez y confiabilidad. Un motor de inducción es a menudo seleccionado en base a su velocidad de torque lineales bajo una carga mecánica cambiante. La prueba de carga tiene la característica de velocidad de par lineal como los cambios de carga mecánica. Para esta prueba, generador de la C.C. o dinamómetro, está conectado al motor de inducción que proporciona una carga en el rotor. El aparato está montado con una resistencia de carga R-L, 300, 200 y 100 ohmios. Potencia, voltaje y corriente se registran de los medidores conectados. Entonces, la lectura de la torsión y la velocidad de rotación se miden con y sin la resistencia de carga. Un diagrama de las características de velocidad de par del motor de inducción es como estas curvas para las cuatro clases de motores NEMA. Un microscopio electrónico requiere una cámara de vacío para contener la muestra y utiliza una bomba de vacío que puede tener un motor pequeño de inducción. El vacío en la cámara permite la transmisión de electrones a la muestra y de la muestra al aparato de proyección de imagen. Por último, tornos y otros equipos de la tienda de máquina pueden utilizar más de gran alcance motores de inducción trifásicos. Debido a su simplicidad y falta de conmutación mecánica, los motores de inducción pueden soportar uso pesado con menor probabilidad de fracaso. Esta robustez es una clara ventaja cuando fabricación de piezas de metal.

Sólo ha visto la introducción de Zeus a los motores de inducción AC. Ahora debería entender el principio básico de operación y cómo realizar las pruebas para determinar los parámetros del circuito equivalente.

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