2. Características de funcionamiento de los motores eléctricos

2. Características de
funcionamiento de los
motores eléctricos
Anibal T. De Almeida
ISR-Universidad de Coímbra
1
Temario
•
•
•
•
Velocidad
Par
Principales tipos de carga
Ciclos de servicio
Velocidad y deslizamiento de los
motores de inducción
frecuencia de la tensión aplicada [Hz ]× 60
velocidad síncrona [rpm] =
número de polos pares
deslizamiento [%] =
Velocidad síncrona − Velocidad de funcionamiento
×100
Velocidad síncrona
Velocidad del motor
• N - Rotaciones por segundo (frecuencia en
Hz)
• N - Rotaciones por minuto (RPM)
• ω – velocidad angular (radianes/s)
• ω=2πf
4
Curva par-velocidad típica de un motor de
inducción de CA trifásico
Par del motor
Potencia [W ]
Par [N .m] =
velocidad [rad / s ]
Potencia [W ]
Par [N .m] =
2π × velocidad [rps ]
Potencia [W ]
Par [N .m] =
2π × velocidad [rpm]× 60
Par del motor
•
•
•
•
Par de arranque - el par producido a velocidad cero. Si el motor tiene
que mover una carga que es difícil de arrancar (una carga de alta
inercia) habría que elegir un motor con un par de arranque alto.
Par terminal mínimo de aceleración - el par mínimo que se produce
durante la aceleración desde posición de reposo hasta la velocidad de
funcionamiento. Puede ser muy importante para las aplicaciones que
necesitan potencia para atravesar algunas barreras temporales antes
de alcanzar la potencia de salida del nivel de trabajo.
Par máximo crítico- es el par máximo que el motor puede producir
antes de que entre en pérdida.
Par a plena carga (también par de frenado) - El par producido a
velocidad de plena carga que da la potencia nominal del motor. En este
punto el par multiplicado por la velocidad es igual a la potencia nominal
de la placa de identificación.
Eficiencia con respecto a la carga
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Variación del deslizamiento del motor
según la carga V=Vn
Deslizamiento
Sn
0
20
40
60
80
100
Carga (%)
Nota: para cargas de potencia constante, el deslizamiento varía aproximadamente según la inversa de la
tensión al cuadrado.
Por ejemplo: un aumento de la tensión del 5 %, lleva a una disminución del deslizamiento de
aproximadamente 10 %.
Características de la carga
Hay tres tipos básicos de cargas en términos de
P=f(w):
• Par variable
• Par constante
• Caballo de fuerza constante
En términos de variación de carga, las cargas
pueden ser:
• Cargas cíclicas
• Cargas constantes
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Tipos de cargas
Par constante / Velocidad variable
p. ej.: compresores de tornillo, cintas
transportadoras y alimentadores
Par variable / Velocidad variable
p. ej.: bombas, ventiladores
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Tipos de cargas
Par Variable / Potencia constante
p. ej.: unidades de
tracción
Alto par de giro de arranque /
Par constante
p. ej.: extrusoras,
bombas de tornillo
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Ciclos de servicio (clasificación IEC)
N.º
Ref.
Tipo de ciclo de servicio
Descripción
1
S1
Servicio continuo
2
S2
Servicio temporal
Funcionamiento con carga constante con una duración suficiente para alcanzar el
equilibrio térmico.
Funcionamiento con carga constante durante un tiempo determinado, que no dura lo
suficiente para alcanzar el equilibrio constante, seguida por un reposo que permite que
la máquina alcance una temperatura similar a la del refrigerante ( 2 Kelvin de
tolerancia)
3
S3
Servicio periódico intermitente
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales incluye un periodo de
funcionamiento con carga constante y un reposo (sin conexión a la red eléctrica). Para
este tipo de servicio, la corriente de arranque no afecta significativamente el aumento
de temperatura
4
S4
Servicio periódico intermitente
con arranque
5
S5
Servicio periódico intermitente
con arranque y frenado eléctrico
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un
periodo significativo de arranque, un periodo con carga constante y un periodo de
reposo.
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un
periodo de arranque, un periodo de operación con carga constante, seguido de un
frenado eléctrico rápido, y un periodo de reposo.
6
S6
Servicio periódico de
funcionamiento continuo
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un
periodo de operación a carga constante y un periodo de operación en vacío. No hay
periodo de reposo.
7
S7
Servicio de funcionamiento
continuo con arranque y frenado
eléctrico
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un
periodo de arranque, un periodo de funcionamiento a carga constante, seguido de un
frenado eléctrico. No hay periodo de reposo.
Ciclos de servicio (clasificación
IEC)
N.º
8
Ref.
S8
Tipo de ciclo de servicio
Servicio periódico de
funcionamiento continuo con
cambios de carga y velocidad
relacionados
9
S9
Servicio con variaciones de
carga y velocidad no
periódicas
Descripción
Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en
un periodo de funcionamiento con carga constante correspondiente a una
velocidad de rotación predeterminada, seguido por uno o más periodos de
funcionamiento con otra carga constante correspondiente a otra velocidad de
rotación (p. ej., servicio). No hay periodo de reposo. El periodo de servicio es
demasiado corto como para para alcanzar el equilibrio térmico.
Servicio durante el cual la carga y la velocidad varían de forma no periódica
dentro del rango permisible. Este servicio incluye sobrecargas frecuentes que
pueden superar la plena carga.
Gracias
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