¿Por qué un motor de inducción consume más corriente cuando aumenta la carga?

Soy consciente de que una bobina tiene una reactancia inductiva cuando se alimenta con CA además de la resistencia eléctrica, que suele ser muy baja.

Considerando el hecho de que la reactancia es proporcional a la inductancia y la frecuencia de suministro, ¿cómo se relaciona eso con la carga del motor?

Supongamos los siguientes parámetros:

  • inductancia 0,5 H
  • resistencia 5 ohmios
  • Suministro de CA 220 V/50 Hz

Otros cálculos muestran que la impedancia es de unos 162 ohmios. De acuerdo con la ley de Ohm, el flujo de corriente sería de 220 voltios dividido por 162 ohmios = 1,35 A de corriente sin carga. Ahora quiero entender qué cambia exactamente en las ecuaciones anteriores que hace que los devanados del estator consuman más corriente cuando el rotor está opuesto.

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El concepto de fuerza contraelectromotriz funciona bien para explicar la relación entre la velocidad, el par de carga y la corriente en un motor de CC, pero no funciona tan bien para un motor de inducción. El circuito equivalente preferido se muestra a continuación.

R1 y X1 son la resistencia del estator y la parte de la inductancia que no proporciona un campo magnético útil. Bm es la inductancia que proporciona el campo magnético del estator. Gc es una resistencia que representa las pérdidas en el núcleo de hierro del estator. X2 representa la inductancia del rotor. R2/s es una resistencia variable que representa la resistencia del rotor y también, lo más importante, la carga mecánica.

Sin carga, el rotor de un motor de inducción gira a una velocidad síncrona, la velocidad del campo magnético giratorio del motor. La velocidad en revoluciones por minuto (RPM) es RPM = 120f/P donde f es la frecuencia de potencia (Hz) y P es el número de polos magnéticos formados por la configuración del devanado del estator. R puede ser cualquier número par (los polos siempre son pares norte/sur). Por lo general, P es 2 o 4, pero los motores de 6 polos no son infrecuentes, los números más altos de polos son menos comunes y generalmente se encuentran solo en motores grandes.

Cuando el motor está cargado, la velocidad de operación disminuye. La diferencia entre la velocidad cargada y la velocidad síncrona se llama deslizamiento (s). El deslizamiento se expresa como una fracción de la velocidad síncrona. A carga nominal, el deslizamiento es generalmente 2 o 3 por ciento de la velocidad síncrona y s = 0,02 o 0,03.

Cuando el deslizamiento es cero, R2/s en el diagrama es R2/0 o infinito. Por lo tanto, sin carga, la corriente en el motor está determinada por R1 y X1 en serie con el circuito magnetizador, Gc y Xm. A medida que se carga el motor, el deslizamiento aumenta y R2/s disminuye, lo que hace que el motor consuma más corriente.

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El diagrama representa una fase de un motor de inducción trifásico. Se utilizan dos diagramas similares para representar un motor monofásico.

Entiendo que mirar el circuito equivalente nos simplifica mucho la vida y es preciso. Pero, ¿es correcta la siguiente línea de razonamiento? A medida que aumenta la carga, 1. Aumenta el deslizamiento, 2. Aumenta la velocidad relativa, 3. Aumenta la magnitud inducida de E2 e I2, 4. Aumenta el flujo del rotor opuesto, disminuyendo el flujo mutuo neto, 5. Para compensar esta caída en MMF, el estator atrae un corriente equivalente que produce un mmf equivalente como un transformador. Lo que resulta en un aumento neto en la corriente extraída del estator

Echa un vistazo a esto: https://electronics.stackexchange.com/a/364242/58084

Si disminuye la velocidad del motor, la fuerza contraelectromotriz también disminuirá, aumentando el voltaje a través de la resistencia y la reactancia del motor, y aumentando la corriente.

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