Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Un motor de inducción es un dispositivo bien conocido que funciona según el principio de transformador. Por eso también se le llama transformador rotatorio. Es decir, cuando se suministra un EMF a su estator, entonces, como resultado de la inducción electromagnética, se induce un voltaje en su rotor. Entonces, se dice que un motor de inducción es un transformador con secundario giratorio. Aquí, el primario del transformador se asemeja al devanado del estator de un motor de inducción y el secundario se asemeja al rotor.
El motor de inducción siempre funciona por debajo de la velocidad síncrona o de plena carga y la diferencia relativa entre la velocidad síncrona y la velocidad de rotación se conoce como deslizamiento que se denota por s.
Donde, N s es la velocidad de rotación síncrona que viene dada por- 
Donde, f es la frecuencia de la tensión de alimentación.
P es el número de polos de la máquina.
Indice de contenidos
Circuito equivalente de un motor de inducción
El circuito equivalente de cualquier máquina muestra los diversos parámetros de la máquina, como sus pérdidas óhmicas y también otras pérdidas.
Las pérdidas se modelan solo por inductor y resistor . Las pérdidas de cobre se producen en los devanados por lo que se tiene en cuenta la resistencia del devanado . Además, el devanado tiene inductancia para la cual hay una caída de voltaje debido a la reactancia inductiva y también aparece un término llamado factor de potencia . Hay dos tipos de circuitos equivalentes en el caso de un motor de inducción trifásico:
Circuito equivalente exacto
Aquí, R 1 es la resistencia de bobinado del estator.
X 1 es la inductancia del devanado del estator.
R c es el componente de pérdida central.
X M es la reactancia magnetizante del devanado.
R 2 / s es la potencia del rotor, que incluye la potencia mecánica de salida y la pérdida de cobre del rotor.
Si dibujamos el circuito con referencia al estator, entonces el circuito se verá como-
Aquí todos los demás parámetros son iguales excepto que
R 2 ‘es la resistencia del devanado del rotor con referencia al devanado del estator.
X 2 ‘es la inductancia del devanado del rotor con referencia al devanado del estator.
R 2 (1 – s) / s es la resistencia que muestra la potencia que se convierte en potencia mecánica de salida o potencia útil. La potencia disipada en esa resistencia es la potencia útil de salida o potencia del eje.
Circuito equivalente aproximado
El circuito equivalente aproximado se dibuja solo para simplificar nuestro cálculo al eliminar un nodo. La rama de derivación se desplaza hacia el lado primario. Esto se ha hecho porque la caída de voltaje entre la resistencia del estator y la inductancia es menor y no hay mucha diferencia entre el voltaje de suministro y el voltaje inducido. Sin embargo, esto no es apropiado debido a las siguientes razones:
- El circuito magnético del motor de inducción tiene un espacio de aire, por lo que la corriente de excitación es mayor en comparación con el transformador, por lo que se debe usar un circuito equivalente exacto.
- La inductancia del rotor y el estator es mayor en el motor de inducción.
- En motores de inducción, utilizamos bobinados distribuidos.
Este modelo se puede utilizar si se debe realizar un análisis aproximado para motores grandes. Para motores más pequeños, no podemos usar esto.
Relación de potencia del circuito equivalente
- Potencia de entrada al estator- 3 V 1 I 1 Cos (Ɵ).
Donde, V 1 es el voltaje del estator aplicado.
I 1 es la corriente consumida por el devanado del estator.
Cos (Ɵ) es el estator de potencia del estator. - Entrada del rotor = Entrada de
energía – Pérdidas de cobre y hierro del estator. - Rotor Pérdida de cobre = Deslizamiento × entrada de potencia al rotor.
- Potencia desarrollada = (1 – s) × Potencia de entrada del rotor.
Circuito equivalente de un motor de inducción monofásico
Existe una diferencia entre los circuitos equivalentes monofásicos y trifásicos. El circuito del motor de inducción monofásico está dado por la teoría del campo giratorio doble que establece que:
Un campo magnético pulsátil estacionario podría resolverse en dos campos giratorios, ambos con igual magnitud pero dirección opuesta. Por tanto, el par neto inducido es cero en reposo. Aquí, la rotación hacia adelante se llama rotación con deslizamiento sy la rotación hacia atrás se da con un deslizamiento de (2 – s). El circuito equivalente es- 
En la mayoría de los casos, el componente de pérdida del núcleo r 0 se ignora ya que este valor es bastante grande y no afecta mucho en el cálculo.
Aquí, Z f muestra la impedancia directa y Z bmuestra la impedancia hacia atrás.
Además, la suma del deslizamiento hacia adelante y hacia atrás es 2, por lo que en caso de deslizamiento hacia atrás, se reemplaza por (2 – s).
R 1 = Resistencia del devanado del estator.
X 1 = Reactancia inductiva del devanado del estator.
X m = Reactancia magnetizante.
R 2 ‘= Reactancia del rotor con referencia al estator.
X 2 ‘= Reactancia inductiva del rotor con referencia al estator.
Cálculo de potencia de circuito equivalente
- Encuentre Z f y Z b .
- Encuentre la corriente del estator que viene dada por el voltaje del estator / impedancia total del circuito.
- Luego, encuentre la potencia de entrada que viene dada por
Voltaje del estator × Corriente del estator × Cos (Ɵ)
Donde, Ɵ es el ángulo entre la corriente y el voltaje del estator. - La potencia desarrollada (P g ) es la diferencia entre la potencia de campo hacia adelante y la potencia hacia atrás. La potencia de avance y retroceso viene dada por la potencia disipada en las respectivas resistencias.
- La pérdida de cobre del rotor viene dada por el deslizamiento × P g .
- La potencia de salida viene dada por –
P g – s × P g – Pérdida rotacional.
Las pérdidas por rotación incluyen pérdida por fricción, pérdida por viento, pérdida por núcleo. - La eficiencia también se puede calcular mediante la potencia de salida de buceo mediante la potencia de entrada.
