Diseño constructivo y análisis de la máquina de inducción

Grijalva Marín, Cristian Israel

2020-05-07

Grijalva Marín, C. I. (2020). Diseño constructivo y análisis de la máquina de inducción. 128 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5043/CD 10394

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El presente documento muestra el dimensionamiento de las partes de un motor trifásico de inducción de propósito general de 2 Hp, 4 polos mediante ecuaciones paramétricas que se expresan en función de las variables magnéticas, eléctricas, geométricas y además de la información existente sobre el diseño de máquinas. Para el diseño se consideran parámetros preliminares o datos de entradas con los cuales se determinan las dimensiones del circuito magnético del estator con sus parámetros eléctricos para luego determinar de manera similar las dimensiones del rotor con sus parámetros eléctricos correspondientes. En la parte final del diseño eléctrico se determinan las dimensiones complementarias y las pérdidas. Las dimensiones del eje y los rodamientos se determinan evaluando la masa del rotor (núcleo, barras y anillos de corto circuito) y las fuerzas aplicadas sobre los mismos. Para dimensionar el resto del motor se utilizan las dimensiones complementarias y las medidas obtenidas previamente del circuito magnético, eje y rodamientos. En la parte final se verifican los cálculos realizados a través de simulaciones electromagnéticas, térmicas y mecánicas mediante elementos finitos. De estas simulaciones se tienen los diagramas de densidad de flujo magnético del estator y rotor, la densidad de corriente en los bobinados y barras del rotor, diagrama de par versus deslizamiento, inercia del rotor, factores de seguridad, modos de oscilación del eje y temperaturas medias. Finalmente, con los parámetros obtenidos se realizan las simulaciones dinámicas del arranque en vacío del motor.

This docuement shows dimensioning of the parts of a 2Hp, 4-pole general purpose three phase induction motor it through parametric equations that are expressed according to magnetic, electrical, geometric in addition to the existing machine design information displayed in the form of graphs and tables. For design, the input parameters or data previously defined by designer are considered. It’s determined dimensions of the magnetic circuito of the stator with its electrical parameters with this information and other data that are assumed (current densities and magnetic flux densities), similarly, it’s determined dimensions of the rotor with its corresponding electrical parameters. In the final part of electrical design, the complementary dimensions and losses are determined. The shaft and bearings dimensions are determined by evaluating the mass of the rotor (core, bars and short circuit rings) and the forces applied to them. The rest of the motor is dimensioning with measurements previously obtained from the magnetic circuit, shaft and bearings. In the next chapter, calculations carried out thoungh simulations that are verified by means of finite elements for the electromagnetic parts and the shaft of the machine. These simulations include the magnetic flux density diagrams of the stator and rotor, the current density in the windings and rotor bars, torque veruss slip diagram, rotor inertia, safety factors and axle oscillation modes. Finally, the dynamic simulations of the motor idle start are performed with the parameters obtaines.

Arcos Martínez, Hugo Neptalí, director

MOTOR ELÉCTRICO; FLUJO MAGNÉTICO; ELEMENTOS FINITOS;