ELECTRICIDAD

ELECTRÓNICA Y
TELECOMUNICACIONES

Informe Motor de
Inducción Trifásico.
Unidad: Maquinas Eléctricas Asincrónicas.

Ingeniería Eléctrica

Maquinas Eléctricas

Sección 148 V

Integrantes:
- Franco Solar
- Baltazar Sánchez
- Bryan Astorga
- Lucas Ovalle

Profesor:
- Rene Alejandro Gutiérrez
Noviembre, 2022

Santiago de Chile
Área Electricidad, Electrónica y
Telecomunicaciones

Índice

Índice..........................................................................................................................2

Introducción...............................................................................................................3

Objetivo......................................................................................................................4

Motor de Inducción Trifásico Asincrónico..................................................................5

Partes de un Motor Trifásico......................................................................................6

Ensayo de prueba al vacío → Giro libre del motor Trifásico.....................................7

Gráfico de I0 (Corriente) vs V0 (Voltaje)..................................................................9

Gráfico de P0 (Potencia) vs V0 (Voltaje).................................................................9

Ensayo de rotor bloqueado → Giro bloqueado del motor Trifásico........................10

Circuito equivalente.................................................................................................11

Conclusión...............................................................................................................12

Bibliografía...............................................................................................................12

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Introducción

El motor de inducción trifásico es un equipo con capacidades técnicas para transformar la

energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Entre sus
piezas fundamentales se encuentra el rotor, que puede ser de dos tipos: De jaula de ardilla o
bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Los beneficios que este
instrumento aporta a las operaciones industriales son incalculables, gracias a su habilidad para
cambiar la energía eléctrica en mecánica, el cual es implementado de manera efectiva en variados
procesos de industriales. Su principio de funcionamiento enmarca a la Ley de Faraday que
contempla que al destinar la corriente alterna trifásica a las bobinas inductoras, se produce un
campo magnético giratorio, conocido como campo rotante, cuya frecuencia será igual a la de la
frecuencia de la corriente alterna con la que se alimenta al motor eléctrico trifásico. En este equipo
la velocidad del rotor nunca alcanza a la del campo rotante, si las dos velocidades fuesen similares,
no habría inducción y el rotor no produciría par. La diferencia de velocidad entre ambas se le
conoce con el nombre de "deslizamiento".

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Objetivo

 Comprender el principio de funcionamiento de un motor trifásico.

 Conocer el procedimiento adecuado para realizar los ensayos
- Ensayo de prueba al vacío → Giro libre del motor Trifásico.
- Ensayo de rotor bloqueado → Giro bloqueado del motor Trifásico.
 Medir parámetros correctamente para ser utilizados en beneficio de la obtención de gráficos que nos
permitirán observar el comportamiento del voltaje, y además para obtener el circuito equivalente del
motor trifásico.

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Motor de Inducción Trifásico Asincrónico

Los motores asíncronos o de inducción son un tipo de motor de corriente alterna en el que
la corriente eléctrica del rotor necesaria para producir torsión es inducida por inducción
electromagnética del campo magnético de la bobina del estator. Por lo tanto, un motor de inducción
no requiere una conmutación mecánica aparte de su misma excitación o para todo o parte de la
energía transferida del estator al rotor, como en los motores universales, motores DC y motores
grandes síncronos. El primer prototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna
fue desarrollado y construido por el ingeniero Nikola Tesla y presentado en el American Institute of
Electrical Engineers (Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos, actualmente IEEE) en 1888.

El motor asíncrono trifásico está formado por un rotor, que puede ser de dos tipos: a) de jaula de
ardilla; b) bobinado, y un estator, en el que se encuentran las bobinas inductoras. Estas bobinas
son trifásicas y están desfasadas entre sí 120º. Según el Teorema de Ferraris, cuando por estas
bobinas circula un sistema de corrientes trifásicas equilibradas, cuyo desfase en el tiempo es
también de 120º, se induce un campo magnético giratorio que envuelve al rotor. Este campo
magnético variable va a inducir una tensión eléctrica en el rotor según la Ley de inducción de
Faraday:

Entonces se da el efecto Laplace: Dice que todo conductor por el que circula una corriente
eléctrica, inmerso en un campo magnético experimenta una fuerza que lo tiende a poner en
movimiento. Simultáneamente se da el efecto Faraday o efecto generador, que nos dice que todo
conductor que se mueva en el seno de un campo magnético se induce una tensión. El campo
magnético giratorio, a velocidad de sincronismo, creado por el
bobinado del estator, corta los conductores del rotor, por lo que se
genera una fuerza electromotriz de inducción. La acción mutua del
campo giratorio y las corrientes existentes en los conductores del
rotor, originan una fuerza electrodinámica sobre dichos conductores

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del rotor, las cuales hacen girar el rotor del motor. La diferencia entre las velocidades del rotor
y el campo magnético se denomina deslizamiento.

Partes de un Motor Trifásico

Estator: Tiene la función de operar como la base del equipo. Es una carcasa, de la cual se soporta
una corona de chapa de hierro al silicio o acero. En este soporte están incorporadas unas ranuras.

Marco del estator: Su principal objetivo es apoyar el núcleo del estator y el devanado de campo,
suministrado fuerza mecánica a todas las piezas internas del motor

Núcleo del estator: Se encarga de llevar el flujo interno, con la finalidad de comprimir la corriente
de remolino pérdida.

Rotor: Es la pieza que se encuentra conectada a la carga mecánica por medio del eje. Es la parte
en movimiento giratorio del instrumento. El rotor puede ser tipo de jaula de ardilla, motor de
inducción de herida o motor de inducción de herida de fase.

Eje: Es el que se encarga de la transmisión del par de cargas

Cojinetes: Es donde se apoya en eje de rotación

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Ensayo de prueba al vacío → Giro libre del motor Trifásico

1. El ensayo de vacío del motor asíncrono permite determinar los parámetros RFe y Xμ de la rama

paralelo del circuito equivalente del motor asíncrono.

2. El ensayo de vacío consiste en hacer funcionar al motor, a tensión nominal, sin ninguna carga
mecánica acoplada al eje, es decir, la máquina trabaja a rotor libre.

3. Las magnitudes a medir en el ensayo de vacío son el valor de la tensión que alimenta a la

máquina, Vn, que debe coincidir con la tensión nominal, la potencia absorbida por el motor,  P0 y
la corriente de vacío, I0.

Una de las características que debemos destacar en una máquina de inducción es el deslizamiento
y por otra parte se encuentra involucrado el modelo que representa al motor asíncrono. Lo que nos
dice es que, en vacío el deslizamiento es muy bajito, por lo que la intensidad de corriente también
lo será, ya que esa pequeña corriente es la que se necesita para vencer el par sin carga. A su vez
la velocidad del motor sobrepasara la velocidad nominal, la que se mantendrá cercana a la
velocidad de sincronismo, entonces se presentara un bajo factor de potencia.

En esta oportunidad la experiencia fue realizada en conjunto con el profesor, ya que, solo
contábamos con un equipo para el desarrollo de la experiencia. Primordialmente comenzamos con
el conexionado, donde el alimentador se conecta directamente a los wáttmetro y de los wáttmetro
alimentamos el motor y las salidas (U” - V” - W”), las conectamos en estrella.

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Datos Nominales del motor trifásico Jaula de Ardilla

Voltaje [V] Intensidad [A] Potencia [W] R.P.M. N ° Polos

380 0.48 175 1395 4

Una vez realizado el correcto el conexionado y verificando que todo se encuentre en orden,

V0 [V] I0 [A] P0 [W] COS φ 0 R.P.M

380 0,27 90 0,506 1482
300 0,22 55 0,481 1470
250 0,19 40 0,486 1458
200 0,18 30 0,481 1429
150 0,21 30 0,550 1340
100 0,40 25 0,361 0
comenzamos aumentando el voltaje de manera progresiva, evitando que el motor arranque de
manera descontrolada.

Tabla de valores obtenidos en las mediciones prueba de Vacío.

P0
Fórmula para cálculo de Cos φ 0 → C os φ=
√ 3 ×V 0 × I 0

(Fórmula utilizada para completar la tabla de valores en prueba de vacío)

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V0 380
Cálculo de R0 → Ro ¿ → Ro ¿ =¿1625.13 Ω ¿
√ 3× I 0 × cos φ √ 3× 0.27 ×0.5

V0 380
Cálculo de X0 → X o¿ → Xo ¿ ¿ j 938.27 Ω
√ 3× I 0 × √1−cos φ √3 × 0.27 × √ 1−0.5

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Gráfico de I0 (Corriente) vs V0 (Voltaje)

Gráfico Corriente en Vacío vs Voltaje en Vacío

0.45
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
50 100 150 200 250 300 350 400

Gráfico de P0 (Potencia) vs V0 (Voltaje)

Gráfico Potencia en Vacío vs Voltaje en Vacío

100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
50 100 150 200 250 300 350 400

Observaciones:
 Al graduar el voltaje en 150 Voltios, el voltaje deja de ser lineal al romper la inercia.
 Al graduar el voltaje en 100 Voltios, el voltaje es insuficiente para romper la inercia.

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Ensayo de rotor bloqueado → Giro bloqueado del motor Trifásico

1. El ensayo de rotor bloqueado del motor asíncrono permite determinar los parámetros Req1, Zeq1
y Xeq1 de la rama paralelo del circuito equivalente del motor asíncrono.

2. El ensayo de rotor bloqueado consiste en hacer funcionar al motor, ocupando el freno con el
máximo par (Torque): 3,0 N m. Con una tensión gradual a la maquina hasta llegar a la corriente
nominal de 0.48 (A) y se mide la tensión y potencia de C.C.

Datos rotor bloqueado del motor trifásico Jaula de Ardilla

Voltaje [V] Intensidad [A] Potencia [W] R.P.M. N ° Polos

113.3 0.49 35 0 4

Características PAR / VELOCIDAD → Voltaje constante 380 (V)

PAR [Nm] I [A] Pm [W] Pe [W] RPM

0,3 0,3 46,48 90 1473
0,611 0,35 92,8 105 1448
0,9 0,41 134,6 150 1420
1,2 0,49 174,5 205 1389
0,5 0,56 212,9 270 1353

Observaciones:
 Al trabajar en el PAR 1.2 Nm → Observamos que la maquina trabaja en óptimas
condiciones, ya que, su intensidad de corriente registrada es 0.49 (A), funcionando con un
voltaje de 380 (V), lo que nos permite calcular la potencia.

P otencia ( W )=Voltaje ( V ) × Intensidad ( A)=380 ( V ) ×0.49 ( A )=186.2(W )

 Entonces si comparamos en el PAR 1.2 Nm → Observamos que la potencia tanto mecánica

como la eléctrica, se encuentran cercana a la potencia calculada.

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Cálculo de Pcc → Pcc ¿ √ 3 ×Vcc × Icc−cosφ → Pcc ¿ √ 3 ×113.3 ×0.49−0.5 ¿ 48.07 W

V cc 113.3
Cálculo de Req1 → R eq 1 ¿ → R eq 1 ¿ ¿ 77.07 Ω
3×I n2 3 × 0. 49

V cc 113.3
Cálculo de Zeq1 → Z eq 1 ¿ → Z eq 1 ¿ ¿ 133.49 Ω
√3 × I n √3 × 0. 49

X eq 1=√ Zeq 1 −R eq 1
2 2
Cálculo de Xeq1 →

X eq 1=√ 133.49 −77 . 07 = j 108.99 Ω

2 2

Cálculo de Rr1 → Rr 1=Req 1−Rs( Resistencia Estator )

Rr 1=77.07−Rs

Circuito equivalente

Una vez realizado el ensayo de vacío del motor trifásico y el ensayo de rotor bloqueado de motor
trifásico, podemos crear el circuito equivalente junto a los parámetros calculados que son R 0, X0,
Req1, Zeq1, Xeq1 y Rr1.

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Conclusión

En esta práctica de laboratorio observamos logramos identificar los parámetros del circuito
equivalente del motor de inducción trifásico tipo jaula de ardilla. Aprendimos a ejecutar el
procedimiento adecuado para realizar los ensayos de motor en vacío (giro libre) y el ensayo de
motor bloqueado (rotor bloqueado). Lo que nos permitió de forma directa realizar las mediciones
correspondientes para completar las tablas que nos pidió el profeso. Cabe destacar que el motor
asincrónico, es uno de los motores mas convenientes dentro de las maquinas rotativas, ya que,
convierte la energía eléctrica a energía mecánica, la que nos beneficia a grandes rasgos en la
industria. También pudimos notar que se presenta una desventaja en el motor en el ensayo de
vacío ya que al realizarlo se presenta un mal factor de potencia al estar girando en vacío, haciendo
que se comporte de manera inductiva.

Bibliografía

https://www.youtube.com/watch?v=MuNEI1b1F4w

https://industriasgsl.com/blogs/automatizacion/motor-de-induccion-trifasico

https://maquinaselectricasblog.wordpress.com/motor-de-induccion/

http://ingenieriaelectricafravedsa.blogspot.com/2014/12/ensayo-vacio-motor-
asincrono.html

http://elfisicoloco.blogspot.com/2013/02/induccion-electromagnetica.html

Mi cuaderno de clases cuenta con todos los apuntes necesarios para realizar la experiencia
e incluso la elaboración del informe.

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