Un motor asíncrono trifásico es un tipo de motor de inducción que depende de ser alimentado por corriente alterna trifásica de 380 V (con una diferencia de fase de 120 grados). Los campos magnéticos giratorios del rotor y del estator del motor asíncrono trifásico giran en la misma dirección pero a diferentes velocidades, lo que produce un deslizamiento, de ahí su nombre.
La velocidad del rotor del motor asíncrono trifásico es menor que la del campo magnético giratorio. Como resultado, se generan una fuerza electromotriz y una corriente entre el devanado del rotor y el campo magnético debido a su movimiento relativo. Esta interacción produce un par electromagnético, lo que permite la conversión de energía.
En comparación con los motores asíncronos monofásicos, los motores asíncronos trifásicos tienen un mejor rendimiento operativo y pueden ahorrar diversos materiales.
Según las diferentes estructuras del rotor, los motores asíncronos trifásicos se pueden dividir en dos tipos: tipo jaula de ardilla y tipo bobinado.
El rotor de jaula de ardilla del motor asíncrono tiene una estructura simple, funcionamiento confiable, peso ligero y precio bajo. Ha sido ampliamente utilizado. Su principal desventaja es la difícil regulación de la velocidad.
El rotor y el estator del motor asíncrono trifásico de tipo bobinado también tienen devanados trifásicos y están conectados a resistencias variables externas a través de anillos colectores y escobillas. Ajustar la resistencia de la resistencia variable puede mejorar el rendimiento de arranque del motor y ajustar su velocidad.
Principio de funcionamiento del motor asíncrono trifásico.
Cuando se suministra energía CA trifásica simétrica al devanado del estator de un motor asíncrono trifásico, se genera un campo magnético giratorio que gira en el sentido de las agujas del reloj a lo largo del espacio circular interior del estator y el rotor a una velocidad sincrónica n1.
Dado que el campo magnético giratorio gira a una velocidad de n1, el conductor del rotor está inicialmente estacionario. Por lo tanto, el conductor del rotor cortará el campo magnético giratorio del estator y generará una fuerza electromotriz inducida (cuya dirección se determina utilizando la regla de la mano derecha).
Debido a que los anillos de cortocircuito ponen en cortocircuito ambos extremos del conductor del rotor, bajo su efecto se producirá en él una corriente inducida que es básicamente consistente con la dirección de la fuerza electromotriz inducida. Los conductores que transportan corriente en el rotor están sujetos a fuerzas electromagnéticas en el campo magnético del estator (la dirección se determina mediante la regla de la mano izquierda). La fuerza electromagnética produce un par electromagnético en los ejes que hacen que los rotores giren junto con los campos magnéticos rotacionales.
A través del análisis anterior, podemos resumir que cuando se suministra energía CA trifásica simétrica a cada devanado del estator con un ángulo eléctrico de 120 grados de diferencia de fase de un motor eléctrico, se generará un campo magnético giratorio. Este campo magnético giratorio corta los devanados del rotor y genera corrientes inducidas dentro de ellos (los devanados del rotor forman circuitos cerrados).
Los conductores portadores de corriente en los rotores producen fuerzas electromagnéticas bajo los efectos de rotación de los campos magnéticos rotacionales de los estatores; formando así un par electromagnético en los ejes de los motores eléctricos, impulsándolos a girar. Además, las direcciones de rotación de los motores eléctricos son consistentes con las de sus campos magnéticos rotacionales.
Diagrama de cableado para motor asíncrono trifásico.
Cableado básico de motor asíncrono trifásico:
Los seis cables que salen del devanado de un motor asíncrono trifásico se pueden dividir en dos métodos de conexión básicos: conexión en triángulo (△) y conexión en estrella (Y).
Seis cables = Tres devanados del motor = Tres terminales de inicio + Tres terminales finales. Al medir con un multímetro se conectan los mismos terminales de inicio y fin del devanado, es decir: U1-U2, V1-V2, W1-W2.
La conexión delta △ El método conecta los tres extremos del devanado en secuencia para formar un triángulo, como se muestra en la figura:
Conexión en estrella de motor asíncrono trifásico.
Conexión en estrella significa conectar las colas o cabezas de los tres devanados y utilizar los otros tres cables como conexiones de alimentación. El diagrama de cableado se muestra a continuación:
Explicación textual y gráfica del esquema eléctrico de un motor asíncrono trifásico.:
Caja de conexiones para motores trifásicos
Al conectar un motor asíncrono trifásico en configuración Y, el método de conexión de las piezas de conexión dentro de la caja de conexiones es el siguiente:
Al conectar un motor asíncrono trifásico, el método de conexión de la pieza de conexión en la caja de conexiones es:
Existen dos tipos de conexiones para motores asíncronos trifásicos: conexión en estrella y conexión en triángulo.
Conexión delta
En una bobina que soporta el mismo voltaje y diámetro de cable, el número de vueltas por fase en conexión en triángulo es raíz cuadrada de 3 veces (1.732 veces) menor que en conexión en estrella, y la potencia también es raíz cuadrada de 3 veces menor. . El método de conexión para motores terminados se ha fijado para soportar un voltaje de 380 V y, en general, no debe cambiarse.
El método de conexión solo cambia cuando el nivel de voltaje trifásico es diferente del normal 380V. Por ejemplo, cuando el nivel de tensión trifásico es de 220V, se puede utilizar el cambio de conexión estrella a triángulo; cuando está en el nivel de 660V, se puede utilizar el cambio de conexión delta a estrella sin afectar su potencia. En términos generales, los motores de pequeña potencia utilizan conexiones en estrella mientras que los de gran potencia utilizan conexiones en triángulo.
Bajo tensión nominal, los motores deben conectarse en forma de delta. Si se les cambia a forma de estrella, funcionarán a voltaje reducido con menor potencia y corriente de arranque. La corriente de arranque para motores de alta potencia (conectados en triángulo) es muy grande. Para reducir el impacto en la línea causado por la corriente de arranque, generalmente se adopta un arranque reductor cuando el funcionamiento en el modo de conexión en triángulo original vuelve a funcionar después de iniciarse usando una conexión en estrella.
Diagrama de cableado para motor asíncrono trifásico.
Diagrama de cableado real para rotación directa e inversa de un motor asíncrono trifásico:
Para lograr el control de avance y retroceso del motor, dos fases cualesquiera en su secuencia de fases de potencia se pueden intercambiar (lo que se conoce como conmutación) ajustando los reguladores de fase U y W mientras se mantiene la fase V sin cambios. Para garantizar una conmutación confiable de la secuencia de fases del motor cuando ambos contactores están activados, es necesario mantener consistentes los terminales superiores de los contactores durante el cableado y ajustar la fase en sus terminales inferiores. Dado que se intercambian dos fases, es necesario asegurarse de que ambas bobinas KM no reciban energía simultáneamente; de lo contrario, puede ocurrir una falla grave de cortocircuito en la interfase, por lo que se debe adoptar el enclavamiento.
Por razones de seguridad, comúnmente se utiliza un circuito de control de avance y retroceso de doble bloqueo con enclavamiento de botón (mecánico) y enclavamiento de contactor (eléctrico). Con el enclavamiento de botones en su lugar, incluso si se presionan simultáneamente los botones de avance y retroceso, es imposible que ambos contactores utilizados para la conmutación reciban energía al mismo tiempo. Esto evita mecánicamente un cortocircuito entre fases.
Además, debido al uso de enclavamiento de contactor, siempre que un contactor reciba alimentación de cualquier dirección o del terminal de entrada de señal de comando de dirección inversa, sus contactos normalmente cerrados no se cerrarán. Por lo tanto, bajo el modo de aplicación de doble bloqueo mecánico-eléctrico, el sistema de suministro de energía del motor no puede causar una falla de cortocircuito de interfase protegiendo efectivamente el motor y evitando accidentes causados por un cortocircuito de interfase durante la conmutación que podría quemar los contactos.
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