Calculo Motor Asincrono

ENUNCIADO: se pretende realizar el cálculo completo de un motor asíncrono trifásico con las

siguientes especificaciones:

1. POTENCIA = 4 kW

2. NÚMERO DE POLOS = 4

3. VELOCIDAD DE GIRO = 1431 rpm

El motor se fabricará en serie utilizando la chapa magnética mostrada en la siguiente figura. Se pide

realizar todos los cálculos necesarios para su diseño, comprobando la validez de la chapa disponible así

como obteniendo los valores límites de los principales parámetros de la máquina.

NOTA: El motor y la chapa presentada pertenecen a un diseño real de la empresa SIEMENS. Por este

motivo, junto con los resultados obtenidos del cálculo se presentará una comparativa con los valores

reales suministrados por el fabricante para los distintos parámetros de la máquina.

170 mm

107,9 mm

0,6 mm

18,89 mm

15,45 mm

Nº ranuras estator=36

Nº ranuras rotor=28

37 mm

PLANTEAMIENTO:

1º ESTIMACIÓN DE LA POTENCIA APARENTE DE SALIDA SS

La potencia aparente de salida se obtiene a partir del rendimiento y del factor de potencia.

[ ] [ ]

η⋅ ϕ

=

Cos

S kVA P kW S para realizar el cálculo es necesario tomar un valor aproximado del rendimiento y del

factor de potencia. Se utilizará la siguiente tabla para estimar ambos parámetros:

POTENCIA DE SALIDA RENDIMIENTO FACTOR DE POTENCIA

0,25 Kw 0,68 0,7

0,75 Kw 0,72 0,75

2,2 Kw 0,81 0,82

3,7 Kw 0,83 0,84

7,5 Kw 0,86 0,87

15 Kw 0,88 0,89

37 Kw 0,9 0,9

56,52 mm2

84,2 mm2

15 mm

5,41 m

16,56 mm

5,43 mm

6,67 mm

6,68 mm

15,45 mm

2

CCEME 5º INGENIERÍA INDUSTRIAL ESPECIALIDAD ELECTROCTENIA

Universidad de Oviedo – Dpto. de Ingeniería Eléctrica

© Manés Fdez. Cabanas

5,74 kVA

0,83 0,84

S 4 S =

⋅

= .

2º SELECCIÓN DEL VALOR DE CARGA MAGNÉTICA ESPECÍFICA BεMax

Los valores típicos de la carga magnética específica (densidad de flujo máxima en el entrehierro) están

comprendidos entre 0,3 y 0,6 T. Para está máquina se seleccionará 0,6 T.

Puesto que se trata de un diseño realizado a partir de una chapa cortada con dimensiones ya establecidas

para las ranuras rotóricas y estatóricas, se podrá realizar un ajuste posterior del valor de carga magnética

tras haber obtenido las dimensiones de los dientes y núcleos magnéticos. Es decir, si con el valor

seleccionado de carga magnética se obtienen niveles de densidad de flujo demasiado bajos en los dientes

o el núcleo se podrá repetir el cálculo partiendo de un valor carga magnética ligeramente superior. Si por el

contrario se produjese la saturación de la máquina en alguna zona se debería seleccionar un valor más

bajo de carga magnética y repetir los cálculos.

0,6 T

D L

p

B Max

Max

P =

π ⋅ ⋅

⋅Φ

ε = . En el diseño original de SIEMENS se utilizaron 0,65 T. (posteriormente se

comprobará que se utiliza una densidad de flujo próxima a 0,7, ya que con la chapa disponible los niveles

de densidad de flujo en los dientes y el núcleo son relativamente bajos).

3º SELECCIÓN DEL VALOR DE CARGA ELÉCTRICA ESPECÍFICA IESP

Los valores típicos de la carga eléctrica específica para motores asíncronos están comprendidos entre

6000 y 25000 A-cond/m. Puesto que la máquina que se está diseñando es de baja potencia y utilizará

conductores de muy baja sección, será posible seleccionar una carga eléctrica de 25000 A-cond/m. Este

valor puede ser también revisado posteriormente, en el caso de que el número y sección de conductores

obtenidos

...