Fundamentos de Máquinas Asíncronas y Accionamientos Eléctricos

Máquinas Asíncronas y de Inducción

Una máquina se denomina asíncrona debido a que su velocidad de giro es siempre inferior a la del campo sincrónico generado por el estator. Por otro lado, se clasifica como de inducción porque la energía se transmite electromagnéticamente desde el estator hacia el rotor.

Accionamientos Eléctricos

Los accionamientos eléctricos buscan obtener una respuesta específica de un sistema mecánico, ya sea en términos de velocidad, posición o par de referencia. Sus objetivos principales incluyen:

• Fijar, variar o mantener la velocidad.
• Arrancar y parar con suavidad.
• Ajustar parámetros de proceso (caudal, presión, tensión, etc.).
• Sincronizar la velocidad o la posición de los motores.
• Controlar las aceleraciones.

Balance de Potencias en Motores Asíncronos

En un motor asíncrono, ocurre una transformación de energía eléctrica que se transmite del estator al rotor a través del entrehierro. Este proceso de conversión conlleva pérdidas inherentes en las distintas partes de la máquina:

• Potencia de entrada: Potencia eléctrica total absorbida por el motor.
• Pérdidas en el estator: Incluyen las pérdidas en los devanados (Pcu1) y en el núcleo (Pfe1), modelizadas mediante la resistencia del hierro (Rfe).
• Potencia mecánica, electromecánica o de entrehierro: Es la potencia que llega efectivamente al rotor.
• Pérdidas en el rotor: Pérdidas en los devanados (Pcu2); las pérdidas en el núcleo (Pfe) se consideran nulas.
• Potencia mecánica interna inducida (convertida o nominal): Es la potencia que llega al árbol de la máquina.
• Pérdidas mecánicas: Debidas al rozamiento y la ventilación.
• Pérdidas misceláneas: Debidas a la carga, generalmente consideradas nulas.
• Potencia útil: Potencia total entregada en el eje.

Ciclo de Histéresis

Al someter un material ferromagnético a ciclos sucesivos de imantación con cambio de polaridad, se obtiene una curva cerrada al representar gráficamente la inducción en función de la excitación. Esto demuestra que la energía eléctrica introducida en la bobina que excita el circuito magnético se emplea en dos vertientes:

1. Pérdidas por efecto Joule: En el conductor eléctrico.
2. Pérdidas en el circuito magnético: Proporcionales al área del ciclo de histéresis del material.