Características de deslizamiento de par motor de inducción

Esta pregunta se hizo en una entrevista para el puesto de científico.

Para unas características de deslizamiento en T dadas de un motor de inducción, ¿quiero el mismo par máximo pero con un valor de deslizamiento más bajo?

  1. ¿Es posible?

  2. Si es posible, ¿cuáles serán sus ventajas y desventajas?

Respuestas (4)

el deslizamiento por par es proporcional al campo magnético. por lo que un campo más débil causará más deslizamiento. (No estoy hablando con precisión, podría ser una relación cuadrada, etc.)

La mayoría de los motores ya funcionan con el estator cerca de la saturación magnética (de lo contrario, habría un exceso de hierro en el estator), por lo que no es práctico aumentar el campo magnético.

un enfoque que puede dar sus frutos es utilizar un tipo diferente de motor: los tipos de imanes permanentes no se deslizan durante el funcionamiento normal.

otro enfoque sería usar un motor más grande o agregar otro motor que posiblemente se acople al eje trasero del motor existente.

otra sería la sustitución del aluminio en el rotor por un mejor conductor como el cobre o la plata. Como comenta Nail Tosun, el enfriamiento del rotor también reduce su resistencia y, por lo tanto, reduce un poco el deslizamiento.

¿Cómo es el deslizamiento por torque proporcional al campo magnético? Solo tengo el último método que mencionaste. ¿Puede por favor dar más detalles sobre otros métodos? A medida que disminuya la resistencia, disminuirá el deslizamiento con el par máximo.
Además, ¿podemos cortocircuitar los devanados usando latón en lugar de cobre en motores de inducción de jaula de ardilla?
¿Cuáles serán las ventajas y desventajas?
No se mucho de diseño de motores. Pero sí sé sobre la conductividad de las aleaciones de cobre. Cualquier cosa que agregue al cobre, incluso en cantidades relativamente pequeñas, como 2% o 5%, reducirá en gran medida la conductividad. Por ejemplo, la aleación de cobre y berilio C17200, que es cobre con solo un 2 % de berilio, tiene solo un 20 % de la conductividad del cobre puro. El latón puede ser un buen conductor en comparación con el acero, pero no en comparación con el aluminio o el cobre.
Los rotores de jaula de ardilla combinan laminaciones de "hierro" y una estructura de jaula de aluminio conductor, reemplazar el aluminio con cobre haría que el rotor fuera más eficiente (también mucho más costoso) y reduciría el deslizamiento.
@Jasen, su último punto y comentario es contradictorio. Por favor, aclare. Los devanados del rotor son de cobre, ¿verdad? ¿Quieres que sea de aluminio para reducir el deslizamiento?
Los motores de inducción no tienen devanados de rotor, por lo que la parte conductora del rotor está fundida sobre la parte magnética, la parte de jaula de ardilla suele ser de aluminio.
El enfriamiento efectivo disminuirá la resistencia del rotor y disminuirá el deslizamiento de par máximo. Además, cambiar la resistencia del rotor no cambia el par máximo de la máquina. Utilizamos un banco de resistencia externo para aumentar el par de arranque (moviendo el punto de par máximo). Proceso inverso también válido
Gracias por agregar mi comentario pero escribiste mal mi nombre :)

No estoy seguro de a qué se refiere realmente la pregunta. Pero hay varios diseños NEMA estándar diferentes para motores de inducción. Aquí hay un gráfico de "CARACTERÍSTICAS DE TORQUE de MOTORES A,B,C,D y E de DISEÑO NEMA".

torque_vs_speed

El texto también dice que los motores de diseño E de NEMA tienen un deslizamiento del 0,5 % al 3 %, que es menor que cualquier otro tipo, aunque del gráfico parece que los motores de diseño B son casi tan bajos.

De todos modos, una posible respuesta a su pregunta podría ser especificar un motor E de diseño NEMA.

Aquí es donde encontré el documento.

http://industrialelectricalco.com/wp-content/uploads/2014/01/nema-abcde-torque-curves.pdf

Otra respuesta posible es usar un motor síncrono, que no tiene deslizamiento, pero puede requerir un circuito de arranque especial. Los motores síncronos NO TIENEN que estar hechos de imanes permanentes. También puede agregar anillos deslizantes y rotores bobinados para que el rotor pueda magnetizarse con corriente alterna rectificada.

En el mismo diseño, quería que hiciera algunas modificaciones. Como cambiar el material de bobinado o agregar algo de carga.
Tal vez pueda investigar cómo los diseñadores implementan los motores Design E.

Como comentó sobre la respuesta de Jasen, el deslizamiento en el que se produce el par máximo es la relación entre la resistencia del rotor y la reactancia de fuga del rotor. Puede disminuir la resistencia del rotor en SCIM cambiando el material (por ejemplo, usando cobre en lugar de aluminio) o aumentando el grosor de las barras del rotor. Esto cuesta más y ocupa más espacio.

Sin embargo, se logra fácilmente en motores de anillos deslizantes.

En los motores de anillos deslizantes, solo puede aumentar la resistencia, ¿verdad? Creo que no podemos disminuirlo ya que solo puedes conectar extra en serie.
Obviamente, no puede tener un valor inferior a ese con 0 resistencia externa.
@NikhilKashyap, no te concentres en lo incorrecto. Lo que Deep dice es que reducir la resistencia del rotor reducirá el deslizamiento (suponiendo que las fugas se mantengan constantes). Parece muy probable que esta sea la respuesta a la pregunta de la entrevista. Reducir la resistencia del rotor.
No, no fue. Inicialmente no había ninguna resistencia externa conectada. Por lo tanto, no puede disminuirlo usando una resistencia externa.

Sí, es posible.

Si ya tiene un banco de resistencia externo conectado al motor

Cambiar el banco de resistencia externo puede cambiar el punto de par máximo por deslizamiento. Sin embargo, este método de control solo es válido para máquinas de inducción de rotor de tipo devanado. Dado que no hay un anillo deslizante en las jaulas de ardilla, no podemos conectar el banco de resistencias.

Las siguientes fórmulas se pueden derivar utilizando el circuito equivalente de Thevenin del motor de inducción. No derivaré profundamente estas fórmulas, pero puede encontrarlas en el libro de maquinaria eléctrica de Fitzgerald Kingsley.

Circuito equivalente de Thevenin del motor de inducción

La fórmula de par máximo para el motor de inducción es la siguiente;

T metro a X = 3 0.5 V t h 2 ω s 1 R t h + R t h 2 + ( X t h + X 2 ) 2

Como se ve en la fórmula, T metro a X no depende de la resistencia del rotor, se relaciona principalmente con el lado del estator.

s T metro a X = r 2 R t h 2 + ( X t h + X 2 ) 2

Darse cuenta de s T metro a X es dependiente con r 2 que es la resistencia del rotor.

Este gráfico se puede constituir utilizando estas fórmulas en el entorno MATLAB:

resistencia del rotor

Si no hay un banco de resistencias externo

  1. Puede enfriar la máquina de manera más efectiva. Esto también reducirá la resistencia del rotor y s metro a X también.

  2. Interruptor delta-estrella

    La mayoría de las máquinas de inducción tienen un interruptor delta-estrella para un arranque efectivo. El trabajo principal es el mismo. Cambiar la conexión estrella a delta también puede disminuir la resistencia del rotor y s metro a X .

De esta manera, puede aumentar la resistencia del rotor y, por lo tanto, aumentar el deslizamiento. Pero, no puedes disminuirlo.
Cambiar la estrella del devanado del rotor a delta puede ayudar. De nuevo reduce la resistencia del rotor sin cambiar el par máximo.
@Nail: Hola, arreglé algo de sintaxis de MathJAX (en este sitio, MathJAX en línea debe tener "\$" al principio y al final, no solo "$"). Un punto no está completamente claro, así que espero que mi intento de aclaración sea correcto. ¿Está diciendo que "si el motor de inducción tiene un rotor de tipo bobinado", entonces se puede usar "cambiar el banco de resistencia externa"? ¿Y "si el motor de inducción tiene [...] rotor de jaula de ardilla, esta técnica de control no funciona"? Si eso es correcto, entonces espero que mi edición lo haya aclarado. Si cree que mi edición no está clara o si lo malinterpreté, edite su pregunta. Gracias