Condición de Torque Máximo de un Motor de Inducción

En el artículo titulado "Ecuación de par de un motor de inducción", ya hemos examinado el par desarrollado y su ecuación correspondiente. Ahora, discutiremos la Condición de Par Máximo de un motor de inducción. El par generado en un motor de inducción depende principalmente de tres factores: la magnitud de la corriente del rotor, la interacción entre el rotor y el flujo magnético del motor, y el factor de potencia del rotor. La ecuación para el valor del par durante la operación del motor es la siguiente:

El ángulo de fase de la impedancia total de la red RC siempre oscila entre 0° y 90°. La impedancia representa la oposición que presenta un elemento de circuito electrónico al flujo de corriente. Cuando se considera que la impedancia del devanado del estator es despreciable, para un voltaje de alimentación dado V1, E20 permanece constante.

El par desarrollado alcanzará su valor máximo cuando el lado derecho de la Ecuación (4) se maximice. Esto ocurre cuando el valor del denominador, como se muestra a continuación, es igual a cero.

Sea,

Así, el par desarrollado alcanza su valor máximo cuando la resistencia del rotor por fase es igual a la reactancia del rotor por fase en condiciones de funcionamiento. Sustituyendo sX₂₀ = R₂ en la Ecuación (1) se obtiene la expresión para el par máximo.

La ecuación anterior indica que la magnitud del par máximo es independiente de la resistencia del rotor.

Si sM denota el valor de deslizamiento correspondiente al par máximo, entonces de la Ecuación (5):

Por lo tanto, la velocidad del rotor en el punto de par máximo está dada por la ecuación a continuación:

Las siguientes conclusiones sobre el par máximo pueden derivarse de la Ecuación (7):

• Independencia de la Resistencia del Rotor: La magnitud del par máximo es independiente de la resistencia del circuito del rotor.

• Inversamente Proporcional a la Reactancia del Rotor: El par máximo varía inversamente con la reactancia en reposo X20 del rotor. Por lo tanto, para maximizar el par, X20 (y, consecuentemente, la inductancia del rotor) debe minimizarse.

• Ajustabilidad mediante la Resistencia del Rotor: Ajustando la resistencia en el circuito del rotor, se puede lograr el par máximo en cualquier deslizamiento o velocidad objetivo. Esto se determina por la resistencia del rotor en el deslizamiento sM = R2/X20.

• Requisito de Resistencia del Rotor para Diferentes Condiciones:

• Para lograr el par máximo en reposo, la resistencia del rotor debe ser alta e igual a X20.

• Para el par máximo en condiciones de funcionamiento, la resistencia del rotor debe ser baja.