Motores de Inducción

Jaula de Ardilla
Asíncronos

Trifásico Rotor Bobinado

Síncrono Máquina Sincrónica

Corriente Alterna Fase hendida

Condensador de partida
Monofásico Condensador de Marcha
Motores
De polos sombreados

Motor Universal
Serie
Paralelo
Corriente Continua
Compuesta

Independiente
Constitución de la Máquina Asíncrona Trifásica.
 Motor Asíncrono o de Inducción:
Son los más utilizados en la industria.

Estos motores tienen la peculiaridad de que no precisan de un

campo magnético en el rotor alimentado con corriente continua
Una fuente de corriente alterna (trifásica o monofásica)
alimenta al estator.

El estator está constituido por un

núcleo en cuyo interior existen p
pares de arrollamientos
colocados simétricamente en un
ángulo de 120º. Son sometidos a
una C.A. y los polos del estator
se trasladan continuamente
creando un campo giratorio.
 Principio de
funcionamiento (I)
R’
Estator EL ESTATOR DE UN MOTOR
ASÍNCRONO ESTÁ FORMADO
T
POR 3 DEVANADOS
S
Rotor SEPARADOS EN EL ESPACIO
120º. En la figura se
Origen de representa sólo una espira de
ángulos
cada uno de los devanados
(RR’, SS’, TT’)
S’ T’ LOS 3 DEVANADOS ESTÁN
ALIMENTADOS MEDIANTE UN
SISTEMA TRIFÁSICO DE
R TENSIONES. POR TANTO, LAS
I R = I max ⋅ Cos(ϖ1 ⋅ t) CORRIENTES QUE CIRCULAN
POR LAS ESPIRAS SON
I S = I max ⋅ Cos(ϖ1 ⋅ t − 120º )
SENOIDALES Y ESTÁN
I T = I max ⋅ Cos(ϖ1 ⋅ t + 120º ) DESFASADAS 120º
 Principio de
funcionamiento (II)
60 ⋅ f Velocidad de Sucesivas posiciones
NS =
P sincronismo F del campo Avance
del campo
f ⋅ 2π
Estator ⋅t NS
P
NS
α
Rotor
Rotor

Campo
giratorio

El campo magnético resultante de las tres corrientes de

fase es un campo que gira en el espacio a 60*f/P RPM.
Donde P es el núme-ro de pares de polos del estator
(depende de la forma de conexión de las bobinas que lo
forman) y f la frecuencia de alimentación.
 Principio de
funcionamiento (III)
EL MOTOR ASÍNCRONO SIEMPRE GIRA A VELOCIDAD
INFERIOR A LA VELOCIDAD DE SINCRONISMO: EN
CASO CONTRARIO NO SE INDUCIRÍA FUERZA
ELECTROMOTRIZ EN EL ROTOR DE LA MÁQUINA Y, POR
TANTO, NO HABRÍA PAR MOTOR

CUANDO TRABAJA EN VACÍO GIRA MUY PRÓXIMO A LA

VELOCIDAD DE SINCRONISMO. EN ESE CASO, EL ÚNICO
PAR MOTOR DESARROLLADO POR LA MÁQUINA ES EL
NECESARIO PARA COMPENSAR LAS PÉRDIDAS
 Curvas de respuesta
mecánica par - velocidad
La característica mecánica de los motores de
inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena
carga
El par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal

El par de arranque tiene que ser superior al nominal

para permitir que el motor se ponga en marcha

Para un determinado deslizamiento el par varía con el

cuadrado de la tensión
Características funcionales de
los motores asíncronos (I)
Corriente
Corriente
nominal
nominal

Corriente
Corrienteabsorbida
absorbidaen
enfunción
funciónde
delalavelocidad
velocidad
18
18
16
16
14
14
12
12
Corriente A
Corriente A

10 Fabricante:
10 Fabricante: EMOD
EMOD
88 Potencia:
Potencia: 7,5
7,5 kW
kW Corriente
Corriente
Tensión:
Tensión: 380
380 V V de
de vacío
vacío
66
Corriente:
Corriente: 17
17 A
A
44 Velocidad
Velocidad :: 946
946
RPM
RPM
22
Polos:
Polos: 6
6
00
945
945 950
950 955
955 960
960 965
965 970
970 975
975 980
980 985
985 990
990 995
995 1000
1000
RPM
RPM
Velocidad
Velocidad
de
de
sincronism
sincronism
Características funcionales de
los motores asíncronos (II)
Potencia
Potenciaeléctrica
eléctricaabsorbida
absorbidaen
enfunción
funciónde
delalavelocidad
velocidad
10000
10000 Potencia
Potencia eléctrica
eléctrica
9000
9000 consumida
consumida plena
plena Fabricante:
Fabricante: EMOD
EMOD
8000 carga
carga Potencia:
Potencia: 7,5
7,5 kW
kW
8000
Tensión:
Tensión: 380
380 V V
7000
7000 Corriente:
Corriente: 17
17 A
A
Potencia W

6000 Velocidad
Velocidad :: 946
Potencia W

6000 946
5000 RPM
RPM
5000
4000
Polos:
Polos: 6
6
4000
3000
3000
2000
2000
1000
1000
00
945
945 950
950 955
955 960
960 965
965 970
970 975
975 980
980 985
985 990
990 995
995 1000
1000
RPM
RPM
Velocidad
Velocidad
de
de
sincronism
sincronism
Características funcionales de
los motores asíncronos (III)
fdp
fdp a
a
plena Factor
plena Factorde
depotencia
potenciaen
enfunción
funciónde
delalavelocidad
velocidad
carga
carga
0,9
0,9
0,8
0,8
0,7
0,7
potencia
de potencia

0,6
0,6
0,5
0,5
Fabricante:
Fabricante: EMOD
EMOD
0,4 Potencia:
Potencia: 7,5
7,5 kW
Factorde

0,4 kW
Tensión:
Tensión: 380
380 V V
Factor

0,3
0,3
Corriente:
Corriente: 17
17 A
A
0,2 Velocidad
0,2 Velocidad :: 946
946 fdp
fdp en
en
0,1 RPM
RPM vacío
0,1 vacío
Polos:
Polos: 6
6
00
945
945 950
950 955
955 960
960 965
965 970
970 975
975 980
980 985
985 990
990 995
995 1000
1000
RPM
RPM
Velocidad
Velocidad
de
de
sincronism
sincronism
 Corriente
Corriente
máxima
máxima
Corriente
Corriente de
de
vacío
vacío
tras
tras alcanzar
alcanzar
velocidad
velocidad
máxima
máxima Arranque en
vacío

LA CORRIENTE
MÁXIMA NO DE- Fabricante:
Fabricante: EMOD
EMOD
Duración del arranque PENDE DE LA Potencia:
Potencia: 7,5
7,5 kW
kW
Tensión:
Tensión: 380
380 V V
Corriente
Corriente CARGA Corriente:
Corriente: 17
17 A
A
máxima
máxima Corriente
Corriente Velocidad
Velocidad :: 946
946
nominal
nominal RPM
RPM
tras
tras alcanzar
alcanzar Polos:
Polos: 6
6
velocidad
velocidad
máxima
máxima

Arranque a
plena carga

Duración del arranque

 Curvas de respuesta
mecánica par - velocidad (I)
Par
S>1 0<S<1 S<0
Freno Motor Generador
Par máximo

Par Nominal

Par de
Arranque Velocidad de
sincronismo

1 0 Deslizamiento S
Ti = f(S)
Zona de funcionamiento estable
como motor
 La variación de velocidad de
los motores asíncronos :
Variación de la frecuencia
60 ⋅ f Par
Reducción
NS = frecuencia
P
VARIANDO
VARIANDO DE
DE FORMA
FORMA
CONTINUA
CONTINUA LA
LA FRECUENCIA
FRECUENCIA SE
SE
PUEDE
PUEDE VARIAR
VARIAR DE
DE FORMA
FORMA
CONTÍNUA
CONTÍNUA LA
LA VELOCIDAD
VELOCIDAD 0,5fnn 0,75f fnn
n
n
Al
Al reducir
reducir lala frecuencia
frecuencia aumenta
aumenta
el
el flujo.
flujo. Para
Para evitar
evitar que
que la
la S
máquina
máquina se se sature
sature eses necesario
necesario
0,5NSS 0,75NSS NSS
mantener
mantener la relación V/f
la relación
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR
constante:: al
al disminuir
disminuir ff se
se
VARIACIÓN DE LA FRECUENCIA
aumenta
aumenta V
Vyy viceversa
viceversa
 Como ocurre en los motores DC, la
Motor AC corriente circula por la espira, genera
un par en el bobinado. Dado que la
corriente es alterna, el motor girará
suavemente a la frecuencia de la
forma senoidal, denominándose
MOTOR ASÍNCRONO.

El más común es el Motor de

Inducción, donde la corriente
eléctrica es inducida en los
bobinados del rotor, mas que
alimentada directamente.

El campo magnético es producido por un electroimán accionado por el mismo

voltaje de C.A. como en el rotor. Los bobinados que producen el campo
magnético se llaman tradicionalmente los "bobinados de campo" mientras los
bobinados y el rotor que gira se llaman la "armadura". En un motor de C.A. el
campo magnético varia sinusoidalmente, tal y como la corriente varíe en el
bobinado.
 Flujo giratorio
generado

Cuando las corrientes

trifásicas son aplicadas a
los bobinados, el campo
magnético gira a una
velocidad constante y
hace que el rotor gire
Motor Asíncrono o de Inducción:
El campo magnético giratorio origina un flujo que induce corrientes en el
rotor que interactúan con el campo magnético del estator. En cada
conductor se produce una fuerza F=ilB que da lugar al par del motor.
 ¿Cual es la 60 f f
ns = = 120 rev / min
velocidad del pp p
motor?

La velocidad del motor para

máxima carga es

f
n = ns ⋅ (1 − s ) = 120 ⋅ ⋅ (1 − s ) = rev / min
p
Motor Asíncrono o de Inducción:

De acuerdo a la forma de construcción del rotor, los

motores asincrónicos se clasifican en:

► Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

► Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

Motor Asíncrono o de Inducción:
Las bobinas del estator induce corriente alterna en el circuito
eléctrico del rotor (de manera algo similar a un transformador) y el
rotor es obligado a girar.
ib
coils
los motores asíncronos se R ot o r

clasifican de acuerdo a la forma ia

de construcción del rotor.
coil
St a t or

Rotor de jaula de ardilla

ic

Este es el rotor que hace que el generador asíncrono sea

diferente del generador síncrono. El rotor consta de un cierto
número de barras de cobre o de aluminio, conectadas
eléctricamente por anillos de aluminio finales

Rotor bobinado
El motor de jaula de ardilla tiene el inconveniente
de que la resistencia del conjunto es
invariable, no son adecuados cuando se debe
regular la velocidad durante la marcha
Motor Asíncrono o de Inducción:

► Motor Asincrónico tipo Jaula de Ardilla

Rotor de jaula simple

Motor Asíncrono o de Inducción:

► Motor Asincrónico de Rotor Bobinado

Motor Asíncrono o de Inducción:
Funcionamiento como generador

Si hacemos girar el rotor de forma manual a una velocidad superior

a la velocidad síncrona del generador, en ese caso el rotor se
mueve más rápidamente que el campo magnético giratorio del
estator, lo que significa que, una vez más, el estator inducirá una
gran corriente en el rotor. Cuanto más rápidamente hagamos girar
el rotor, mayor será la potencia transferida al estator en forma de
fuerza electromagnética, y posteriormente convertida en
electricidad suministrada a la red eléctrica