¿Qué información necesito para calcular la eficiencia y la potencia de un motor de inducción trifásico?

Hasta donde yo sé, la fuerza magnética es responsable de la rotación del motor. Por lo tanto, la potencia del motor está relacionada principalmente con el flujo magnético en las bobinas (devanados). Además, el flujo magnético está directamente relacionado con la inductancia (Número de vueltas) y el flujo de corriente en la bobina. ¿Tengo razón hasta ahora?

Esta es una ilustración simple de un motor de inducción trifásico:

Motor de inducción

En el centro del estator, está el rotador (no se muestra en la imagen). Y aquí está el circuito equivalente del motor de inducción:

circuito equivalente de motor de induccion

Y estas son las cosas que no entiendo:

1- ¿Qué es la reactancia magnetizante del devanado? He leído algunas explicaciones al respecto, pero realmente no pude entender. ¿No es normal que la reactancia tenga propiedades magnéticas? ¿Podría explicarme esta propiedad en detalle?

XM es la reactancia magnetizante del devanado.

2- ¿Por qué queremos alto factor de potencia?

¿No deberíamos querer justo lo contrario? ¿Porque solo nos importa el flujo de corriente en los devanados? El factor de potencia de un inductor está relacionado con la resistencia en serie y el valor de inductancia de su circuito equivalente. Si extraemos la misma cantidad de corriente en dos inductores que tienen diferentes valores de resistencia en serie, el que tenga el factor de potencia más bajo consumirá menos energía pero la cantidad de flujo magnético será la misma. ¿Bien?

Por ejemplo, este inductor tiene una resistencia serial de 1 mohm y consume un promedio de 13.874uW.ingrese la descripción de la imagen aquí

este tiene una resistencia en serie de 500 ohmios, como verá, la corriente y el voltaje son síncronos: ¡ ingrese la descripción de la imagen aquípero esto consume 6.1361W! ¿Y están haciendo el mismo trabajo?

Entonces, ¿el factor de potencia significa algo más para los motores, o entendí mal el concepto aquí?

3- ¿Cómo puedo calcular la potencia y la eficiencia de mi motor?

Diseñé un controlador de motor trifásico que impulsa 3 bobinas (resistencia en serie de 100 mOhm e inductancia de 2 mH).

bobina

Y esta es la sincronización, la forma de onda actual de las bobinas y el consumo total de energía del sistema (con todos los demás circuitos lógicos y analógicos):

consumo medio de energía

el consumo de energía promedio es de 145,33 W. Las corrientes de las bobinas están distorsionadas, como puede ver, pero la corriente RMS es de 4,88 A para cada una:

corriente RMS

Vi esta calculadora de motores eléctricos en línea . Requiere corriente (A), eficiencia (%), factor de potencia (0-1) y voltaje (V) para calcular la potencia. Pero no sé qué significan esos. ¿Qué corriente? ¿Eficiencia de qué? ¿Factor de potencia de qué? es voltaje de alimentacion? Estoy realmente mal aquí. Agradezco cualquier ayuda. Gracias.

Respuestas (1)

Hasta donde yo sé, la fuerza magnética es responsable de la rotación del motor. Por lo tanto, la potencia del motor está relacionada principalmente con el flujo magnético en las bobinas (devanados). Además, el flujo magnético está directamente relacionado con la inductancia (Número de vueltas) y el flujo de corriente en la bobina. ¿Tengo razón hasta ahora?

Eso no es del todo correcto. La energía es fuerza X distancia. La potencia es la tasa de transferencia o conversión de energía, fuerza x distancia/tiempo. La potencia entregada por un motor es par X velocidad. El par es la fuerza multiplicada por el radio en el que se aplica la fuerza.

1- ¿Qué es la reactancia magnetizante del devanado?

La reactancia magnetizante es la parte de la reactancia del estator que produce un flujo magnético útil. Debido a las limitaciones de la geometría de la estructura del motor, menos del 100 % del flujo del devanado contribuye realmente a producir par y transferir energía al rotor. Por lo tanto, el devanado se muestra en el circuito equivalente como dos componentes. X1 es solo una impedancia al flujo de corriente que no contribuye directamente a la función del motor. El flujo en Xm es el flujo que produce el par.

2- ¿Por qué queremos alto factor de potencia?

Alto factor de potencia significa la corriente mínima para entregar una potencia dada a la carga.

3- ¿Cómo puedo calcular la potencia y la eficiencia de mi motor?

Analizas completamente el circuito equivalente. La potencia mecánica desarrollada en el rotor es la potencia en R2x(1-s)/s. En el circuito del rotor, R2/s se compone de dos partes, R2, la resistencia del rotor y R2x(1-s)/s, la representación del mecanismo de conversión de potencia eléctrica en potencia mecánica.

También debe tener en cuenta que parte de la potencia desarrollada en el rotor se pierde por la fricción y el viento en lugar de entregarse a una carga externa.

Tenga en cuenta que ha hecho al menos cuatro preguntas. Una respuesta completa requeriría un capítulo en un libro de texto, suponiendo que haya dominado los requisitos previos para el curso.