Las máquinas eléctricas son elementos fundamentales en nuestra vida cotidiana y uno de los dispositivos más importantes es el motor de inducción. Para comprender mejor su funcionamiento, resulta esencial conocer su estructura interna. En este artículo, profundizaremos en el diagrama circular del motor de inducción, detallando su definición, construcción y las partes que lo integran. ¡Descubre todo lo que necesitas saber sobre este impresionante invento de la ingeniería eléctrica!
El Diagrama circular de un motor de inducción es muy importante para estudiar el rendimiento del motor en todas las condiciones de funcionamiento. En otras palabras, podemos decir que el diagrama circular representa el rendimiento del motor de inducción. Es posible evaluar los parámetros de rendimiento del motor utilizando un diagrama circular, como la potencia de salida, las pérdidas y la eficiencia.
En cualquier industria, los motores de inducción se utilizan ampliamente en muchas aplicaciones, como bombeo, conducción de cargas mecánicas, en transportadores, trituradoras, etc. Por lo tanto, el análisis de sus prestaciones es necesario para que podamos determinar sus diversos parámetros como eficiencia, pérdidas, máxima poder, etc
Existe un método muy simple para representar la eficiencia general de un motor de inducción conocido como diagrama circular. Por lo tanto, en este artículo aprenderemos sobre el diagrama circular de un motor de inducción, su construcción y sus partes.
¿Qué es un diagrama circular de un motor de inducción?
A diagrama circular es un método para representar gráficamente el rendimiento general de un motor de inducción. El diagrama circular del motor de inducción proporciona información sobre varios parámetros del motor, como el par de arranque, la eficiencia, las pérdidas, la potencia máxima de salida, el deslizamiento, la corriente a plena carga, el factor de potencia del motor, el par máximo desarrollado en el motor, etc.
El método del diagrama circular se utiliza para representar y analizar el rendimiento del motor de inducción porque es bastante simple y fácil de construir. Se puede construir directamente a partir del circuito equivalente de un motor de inducción.
La prueba sin carga y la prueba de rotor bloqueado se realizan en el motor de inducción para dibujar su diagrama circular. Por lo tanto, también podemos definir el diagrama circular de un motor de inducción como “un diagrama que se dibuja tomando el lugar geométrico de la corriente tomada por un motor de inducción para diferentes condiciones se llama el diagrama circular del motor de inducción”
Construcción del diagrama circular del motor de inducción
Como hemos descrito anteriormente, el diagrama circular de inducción se puede dibujar realizando la prueba sin carga y el rotor bloqueado (prueba de carga completa). Realizamos estas dos pruebas en el motor de inducción para determinar lo siguiente:
- Valor por fase de la corriente sin carga (I0),
- Valor por fase de la corriente de cortocircuito (ICAROLINA DEL SUR),
- Ángulo de fase (φ0) correspondiente a la corriente sin carga, y
- Ángulo de fase (φCarolina del Sur) correspondiente a la corriente de cortocircuito.
En este proceso, también determinamos el valor de la corriente de cortocircuito correspondiente a la tensión de alimentación normal, sea Inúmero de serie.
El circuito equivalente del motor de inducción es útil para determinar los parámetros necesarios para dibujar el diagrama circular. El circuito equivalente del motor de inducción se muestra a continuación.
Al aplicar KCL en el circuito anterior, obtenemos
La corriente del rotor depende de los deslizamientos. El deslizamiento del motor cuando funciona sin carga es casi igual a cero.
Por lo tanto, la corriente del rotor referida en el primario (I2‘) es casi cero. La mayoría de las corrientes sin carga tienen dos componentes de corriente, uno es un componente de magnetización y el otro es un componente activo o componente de pérdida de núcleo. En condiciones sin carga, el motor de inducción consume corriente de magnetización y el factor de potencia del motor está entre 0,1 y 0,2 retrasado. La corriente magnetizante (I0) retrasa el voltaje (V1) como se muestra en la siguiente figura.
Prueba matemática del diagrama circular
Del diagrama fasorial anterior, la potencia sin carga (P0) del motor de inducción es;
El ángulo de fase de la corriente sin carga es;
Ahora, encontramos la corriente del rotor denominada estator. Del circuito equivalente del motor es;
Aquí, la corriente referida del rotor al estator (I’2) se retrasa con respecto al voltaje aplicado (V1). El triángulo de impedancia del motor de inducción es el siguiente.
Donde Z es igual a
Del triángulo de potencia del motor de inducción, el valor de sinφ es;
Combinar las ecuaciones (1) y (3). obtenemos
The above equation (4) represents the circle equation (r = a sin φ) in polar form, where ‘a’ is the diameter of the circle.
We can conclude the following points from the above figure.
Locus of Circle
Radius of Circle
Coordinate of Center(C)
Procedure for drawing the circle diagram
Now with these data, we can draw the circle diagram as shown in the above figure of the given induction motor as described in the following steps:
- Select a suitable scale and draw a vector OA whose length is equal to the value of no-load current I0 and the phase angle with the vertical axis is φ0.
- Draw a horizontal straight-line AX.
- Draw a vector OB whose length is equal to short-circuit current (ISN) corresponding to the normal supply voltage and the phase angle with the vertical axis is φsc, and join AB.
- Draw a perpendicular bisector to line AB, it meets the horizontal line AX at point C.
- Assume point C as the center and draw a portion of a circle passing through points A and B. This portion of the circle is the locus of input current and forms the circle diagram of the induction motor.
- From point B, draw a vertical line BM to meet the line AX, and divide the BM at a point N such that
- Now, for a given operating point P, draw a vertical line PQRSD, where,
- If we draw tangents to the circle diagram parallel to the output line and the torque line respectively. Then, the points where these two tangents touch the circle diagram represent the points of maximum power and maximum torque respectively.
Parts of Circle Diagram of Induction Motor
Efficiency Line
Step 1 – Extend the output line AB backward to meet X-axis at point O’.
Step 2 – From any convenient point, say V, on the output line, draw a horizontal line UV which meets the vertical from point O’. The line UV is the efficiency line of the motor.
Slip Line
Step 1 – Draw a line parallel to the torque line, say UK, meeting the vertical line through point A at point K.
Step 2 – The line ‘UK’ is the slip line of the induction motor. Now, to find the slip corresponding to any operating point P, draw a line from point A through P to meet the slip line at point J. The line KJ is the slip of the motor.
Conclusion
Therefore, in this article, we have explained the circle diagram of the induction motor along with its construction and parts. As we can observe, the circle diagram is a simple graphical method to determine the overall performance of an induction motor.
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