Cuando la carga aumenta en el rotor del motor de inducción, ¿cómo extrae el estator más corriente?

La corriente inducida en el rotor crea un campo magnético. La fuerza entre ese campo magnético y el campo magnético del estator se transmite como par de torsión que gira la carga. La carga tiene un par de contraataque que resiste el par suministrado por el motor. Esa resistencia al par del motor es vista eléctricamente por el rotor como una resistencia adicional en el circuito del rotor en serie con la muy baja resistencia real de las barras del rotor. Si no hay un par de carga, la resistencia de la carga es alta y la corriente del rotor es cero. Con el aumento de la carga, la resistencia de la carga es menor y la corriente aumenta.

Una explicación más detallada

En un motor de inducción trifásico, el campo magnético giratorio del estator que pasa a través de los conductores del rotor induce una corriente en los conductores del rotor. La ley de Lenz establece que la corriente inducida en un circuito debido a un cambio o un movimiento en un campo magnético está dirigida a oponerse al cambio en el flujo y ejercer una fuerza mecánica que se opone al movimiento. Como resultado, la fuerza entre los campos magnéticos del estator y el rotor hace que el rotor gire. Si no hay fuerza que se oponga a la rotación, la velocidad del rotor aumentará hasta que su velocidad coincida con la velocidad del campo magnético del estator (velocidad síncrona). En ese punto, el campo del estator pasa a través del rotor sin moverse a través de los conductores del rotor y la corriente y el par del rotor caen a cero.

Si el motor está girando una carga, el par de carga se opone al par del motor y evita que el motor alcance la velocidad síncrona. La diferencia entre la velocidad de funcionamiento del motor y la velocidad síncrona se denomina velocidad de deslizamiento o deslizamiento. La cantidad de deslizamiento es proporcional al par producido por el motor.

Para explicar y analizar el funcionamiento de un motor de inducción, Charles Proteus Steinmetz desarrolló el siguiente circuito equivalente aproximadamente en 1887. El circuito representa una fase de un motor trifásico

DiagramaadaptadodeMalcomBarnes"Prácticos variadores de velocidad y electrónica de potencia"

En este circuito, se usa un transformador ideal para representar el mecanismo de la inducción de corriente en el rotor por el campo magnético giratorio del estator. Una resistencia variable, Rr (1-s) / s, representa la carga mecánica y la influencia del deslizamiento en la corriente del rotor. La potencia mecánica desarrollada en el rotor está representada por la potencia disipada en la resistencia variable. Los otros componentes del circuito representan las propiedades eléctricas del estator y el rotor.

Debido a que una máquina eléctrica es eléctrica < - > dispositivo de conversión mecánica y amp; Los campos magnéticos se utilizan para transferir la energía.

En el lado eléctrico, la potencia es: 3 * V * I (suponiendo una carga equilibrada) & en la salida, la potencia es \ $ T \ omega \ $

Supongamos una máquina eléctrica IDEAL por un momento para mantener las cosas simples & igualmente tratemos esto como una máquina Sync ideal para volver a simplificar las cosas

La potencia de salida mecánica DEBE ser igual a la potencia eléctrica de entrada

3 * I * V = \ $ T \ omega \ $

Si V se mantiene constante & la velocidad de salida \ $ \ omega \ $ se mantiene constante, entonces un aumento en la carga es equivalente a un aumento en el par & La única forma en que se pueden satisfacer las ecuaciones de conversión de potencia es si aumenta la corriente de entrada.

Todas las máquinas eléctricas siguen una ley muy similar: más corriente ~ más par. Sin embargo, la forma en que se genera ese par es diferente para cada topología.