¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

El deslizamiento en un motor de inducción puede pasar desapercibido para muchos, sin embargo, es un factor crucial que garantiza el funcionamiento eficiente de este tipo de motores. Descubre en este artículo la importancia de entender y controlar el deslizamiento en un motor de inducción y cómo afecta su rendimiento.

El motor de inducción no puede funcionar si no hay deslizamiento. ¿Qué es un deslizamiento de un motor de inducción? primero comprendamos el deslizamiento del motor de inducción.

Contenido

¿Qué es el deslizamiento?

Cuando el motor de inducción se alimenta con un suministro trifásico, se produce un campo magnético giratorio. La velocidad del campo magnético giratorio se conoce como velocidad síncrona (Ns) del motor. El campo magnético producido en el motor se vincula a los conductores del rotor que están cortocircuitados por los anillos de los extremos.


El flujo vinculado a los conductores del rotor induce un voltaje en el rotor y, a medida que los conductores del rotor se cortocircuitan, la corriente comienza a fluir a través de los conductores del rotor. Debido a una interacción entre el campo magnético y la corriente del rotor, se produce el par y el rotor comienza a girar. Deje que la velocidad de rotación del rotor sea N.

En un motor de inducción, la velocidad del rotor siempre va a la zaga de la velocidad síncrona del campo magnético giratorio. El motor de inducción se denomina motor asíncrono porque la velocidad real del motor siempre es menor que la velocidad síncrona del motor.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

La diferencia entre la velocidad del campo magnético giratorio o velocidad síncrona y la velocidad real del rotor o motor se conoce como deslizamiento del motor. El deslizamiento se puede expresar matemáticamente como;


s = Ns – N
El deslizamiento está en RPM.

Deslizamiento porcentual,

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

Por ejemplo :

Motor de inducción de 4 polos, 50 Hz con 1480 RPM a plena carga.

Velocidad síncrona del motor


N = 120f/P
= 120×50/4
Ns = 1500 RPM
s = Ns-N
= 1500-1480
s = 20 RPM

% deslizamiento = [(Ns-N) /Ns] x100
= [(1500-1480) /1500] x100
= [20 /1500] x100
% deslizamiento = 1,33 %

Leer más: Calculadora de deslizamiento de motores de inducción

¿Por qué Slip es un debe para el funcionamiento de un motor de inducción?

El par se produce cuando la corriente fluye en el conductor del rotor. Si el deslizamiento es cero, no se inducirá EMF en el conductor del rotor y, por lo tanto, no habrá flujo de corriente en el circuito del rotor.

El par se produce debido a una interacción del flujo principal y la corriente del rotor. Si la corriente del rotor es cero, el motor no producirá par. En ausencia del deslizamiento, el funcionamiento del motor no es posible. El par producido en un motor de inducción es proporcional al deslizamiento. La ecuación de par del motor de inducción es la siguiente.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

A partir de la ecuación de par anterior de un motor de inducción, está claro que si el deslizamiento es cero, el par será cero. Cuando la carga en el motor aumenta, el deslizamiento aumenta y la velocidad del motor disminuye ligeramente, por lo que el motor proporciona un par mayor para impulsar la carga.

El deslizamiento juega un papel muy importante en el funcionamiento de un motor de inducción. Sin carga, el deslizamiento del motor de inducción es menor y el deslizamiento aumenta con el aumento de la carga en el motor. El deslizamiento del motor se autoajusta de acuerdo con las demandas de par del lado de la carga.

El deslizamiento gobierna los demás parámetros de un motor de inducción.

FEM inducida por rotor

La FEM inducida en el rotor es directamente proporcional al deslizamiento. En estado de parada, el deslizamiento es la unidad y la tensión inducida por el rotor es máxima.

mi2(r) ∝ (Ns-N)
∝ s ( s= Ns-N)
mi2(r) = s mi2

dónde,
mi2 es la tensión inducida por el rotor / Fase en parada cuando el motor recibe la tensión nominal del estator

SE2 es la fase/EMF inducida por el rotor en condiciones de funcionamiento

En estado de parada

s= (Ns – N)/Ns = (Ns -0)/Ns = 1
entonces, mi2(r) = s mi2
mi2(r) = 1 x E2 = mi2
mi2(r) = mi2

La FEM inducida en el rotor en reposo es igual a la tensión máxima del rotor (OCV) o igual a la tensión de circuito abierto del rotor.

Frecuencia de EMF inducida por rotor

En condiciones de reposo, la frecuencia de la FEM inducida por el rotor es igual a la frecuencia del estator. La frecuencia de la FEM inducida por el rotor disminuye a medida que el motor comienza a acelerar y la frecuencia es mínima cuando el motor alcanza su velocidad nominal. La relación matemática entre la frecuencia de la FEM inducida por el rotor y la frecuencia del estator es la siguiente.

Fr =sfs
Deslizar En estado de paradas
s= (Ns – N)/Ns
= (Ns -0)/Ns
s = 1
Por lo tanto, en estado de reposo
Fr =fs

Resistencia Rotor

La resistencia del rotor es independiente del deslizamiento y, por lo tanto, la resistencia del rotor permanece constante independientemente de la velocidad del motor.

R2 = constante

Reactancia de rotor

La reactancia del rotor disminuye con un aumento en la velocidad del motor. La reactancia del rotor es mínima cuando el motor funciona a su velocidad nominal. En condiciones de parada, el deslizamiento es la unidad y la frecuencia de la FEM inducida por el rotor es igual a la frecuencia de suministro.

Sea la reactancia del rotor X2 .
X2 = ω L2


Dónde,

ω = 2πFr
L2 = inductancia del rotor
Por lo tanto,
X2 = de L2
X2 = fs L2 [ As fr =fs, at standstill condition]

La frecuencia inducida por el rotor en condiciones de funcionamiento depende del deslizamiento del motor.

En condiciones de funcionamiento,
Fr =sfs

La reactancia del rotor en condiciones de funcionamiento será;

X2r = 2πs Fr L2
=s (Fr L2)
X2r =s X2

Impedancia del rotor

La impedancia/fase del rotor en reposo es la siguiente.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

La impedancia/fase del rotor en condiciones de funcionamiento se indica a continuación.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

Dónde,

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

Factor de potencia del rotor

La impedancia, la resistencia y el triángulo de reactancia del circuito del rotor se dan a continuación.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

El factor de potencia del rotor en reposo es el siguiente.

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

En condiciones de funcionamiento, el factor de potencia del circuito del rotor es;

¿Cuál es la importancia del deslizamiento en un motor de inducción?

Ejemplos ilustrativos sobre el deslizamiento del motor de inducción:

Si la fem inducida en el estator de 4 polos tiene una frecuencia de 50 Hz y la del rotor es de 1,5 Hz, a qué velocidad está funcionando el motor y cuál es el deslizamiento del ¿Motor de inducción?

fr = 50 Hz
PAG = 4
nortes = 120f/P
= 120×50/4
nortes = 1500 RPM

Fr = deslizamiento x frecuencia del estator
1.5 = sx 50
s = 1,5/50
s = 0,03

La velocidad del motor

N = Ns(1 – s )
= 1500(1 – 0.03 )
= 1500×0,97
N = 1455 RPM

una trifasica50 Hz, el motor de inducción de anillo rozante de 4 polos tiene una conexión en estrella rotor. La velocidad a plena carga del motor es de 1460 rpm. La resistencia del rotor y la reactancia en reposo por fase son 0,1 ohm y 1,5 ohm respectivamente. El voltaje de circuito abierto en circuito abierto entre los anillos deslizantes es de 90 voltios. Determine (i) el deslizamiento porcentual (ii) la fem inducida en el rotor por fase (iii) la reactancia del rotor por fase a plena carga (iv) la corriente del rotor y el factor de potencia a plena carga.

(i) Ns = 120f/p
= 120 x 50 /4
= 1500 rpm;
deslizamiento = (Ns – N) / Ns
= (1500 – 1460)/ 1500
= 0.0266 Porcentaje
deslizamiento = 2,66 %

(ii) FEM inducida por fase en el rotor en reposo = 90/√3 = 51,96 voltios
FEM inducida por el rotor a plena carga Er = SE2
= 0,0266 × 51,96
= 1,382 voltios

(iii) Reactancia del rotor en reposo = 1,5 Ω / fase
Reactancia del rotor por fase a plena carga = sX2
= 0,0399 Ω / fase

(iv) impedancia del rotor por fase a plena carga
Z2 = √(R22 + sX22 )
= 0,1077 Ω
Corriente de rotor por fase = 1,382/0,1077
= 12,83 amperios
Factor de potencia a plena carga = R2/Z2
= 0,1/ 0,1077
= 0,929

Un motor trifásico de inducción de anillo rozante tiene un rotor conectado en estrella. La FEM de 60 voltios en circuito abierto se genera entre los anillos colectores en reposo a la tensión nominal del estator. La resistencia y la reactancia en reposo del rotor por fase son 0,5 Ω y 5 Ω respectivamente. Determine la corriente del rotor por fase (i) cuando el rotor está parado y conectado a un reóstato conectado en estrella de resistencia de 5 Ω y reactancia de 0,5 Ω por fase. (ii) cuando funciona con un deslizamiento del 4 % con el reóstato en cortocircuito.

Corriente a través del rotor en reposo = corriente en el arranque Como resistencias externas tienen conexión en serie con un rotor que tiene resistencia y reactancia por fase R2 = 5,5 Ω; X2 = 5,5 Ω respectivamente.

(yo) yo2 = mi2/ √(D22 +X22 )
= (60/√ 3) / √ ((5,5)2 + (5.5)2 )
I2 = 4.454 amperios

(ii) Cuando se ejecuta con un deslizamiento del 4%
I2 = SE2/ √(D22 + (sX22 ))
= (0,04 x 60/√ 3) / √( (0,5)2 + (0,04×5)2))
= 2.573 amperios

Un alternador trifásico de 12 polos y polos salientes está acoplado a un motor diesel que funciona a 500 rpm. Alimenta un motor de inducción que tiene una velocidad a plena carga de 1440 rpm. Encuentre el deslizamiento porcentual y el número de polos del motor de inducción.

Frecuencia de alimentación al motor de inducción
f = pn/120
= 12×500 / 120
= 50 Hz
Velocidad del motor de inducción = 1440 rpm,
Número de polos del motor de inducción = p = 120 f/n
= 120×50/1440
= 4,16

El número de polos debe ser par, seleccionando el número par más cercano como el número de polos p = 4

Velocidad síncrona del motor de inducción.

Ns = 120f/p
= 120 x 50 /4 = 1500 rpm
deslizamiento = (Ns – N) / Ns
= (1500 – 1440)/ 1500
= 0,04 Porcentaje de deslizamiento = 4 %

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