Ensayo de corriente continua del motor de inducción

El ensayo de corriente continua del motor asíncrono permite obtener el valor de la resistencia del devanado estatórico de la máquina, $R_1$, que aparece en el circuito equivalente del motor asíncrono.

La obtención del valor de la resistencia del devanado estatórico, a través del ensayo de corriente continua, se justifica ya que es necesaria para determinar el valor de la resistencia rotórica reducida al primario, $R'_2$, debido a que el valor de la resistencia de cortocircuito, $R_{cc}$, es la suma de la resistencia del devanado estatórico y la resistencia rotórica reducida al primario, $R_{cc}=R_1+R`_2$.

La realización del ensayo de corriente continua se lleva a cabo, generalmente, empleando una de las tres configuraciones siguientes:

1.- Acceso total a la caja de bornes de la máquina asíncrona.

En el caso de que se disponga de acceso total a la caja de bornes de la máquina, se conectará una fuente de tensión continua entre los bornes de una de las fases como se observa en la figura 1 y, aplicando la ley de Ohm se obtendrá el valor de la resistencia del devanado estatórico, $R_{U_1}$. $$R_{U_1}=\dfrac{V_{dc}}{I_{dc}}$$

Fig. Conexión de la caja de bornes de la máquina asíncrona cuando se tiene acceso total para realizar el ensayo de corriente continua. Circuito equivalente.

Este procedimiento se repite para las otras dos fases obteniendo $R_{V_1}$ y $R_{W_1}$. El valor de la resistencia del devanado estatórico será el valor medio de resistencia de los devanados estatóricos. $$R_1=\dfrac{R_{U_1}+R_{V_1}+R_{W_1}}{3}$$ 2.- Máquina asíncrona conectada en triángulo

En el caso de que la caja de bornes no sea accesible y la máquina esté conectada en triángulo, se alimentarán dos bornes cualesquiera de la máquina ($U_1$, $V_1$ o $W_1$ o sus respectivos puntos equivalentes) tal y como se muestra en la figura 2.

Fig. 2 Conexión de la caja de bornes de la máquina asíncrona cuando está conectada en triángulo para realizar el ensayo de corriente continua. Circuito equivalente.

La aplicación de la ley de Ohm, en este caso, permitirá obtener la resistencia equivalente de la asociación en serie de las resistencias $R_V$ y $R_W$ en paralelo con la resistencia $R_U$ $$R_{eq}=\dfrac{V_{dc}}{I_{dc}}$$ Como las resistencias estatóricas poseen prácticamente el mismo valor, se tiene que $$R_1=R_U=R_V=R_W$$ El valor de la resistencia equivalente en función de la resistencia estatórica es: $$R_{eq}=R_U // (R_V+R_W)$$ De este modo la asociación en serie de $R_V$ y $R_W$ da como resultado $$R_{serie}=R_V+R_W=2\cdot R_1$$ Y la asociación en paralelo de $R_U$ con la asociación en serie de $R_V$ y $R_W$ tomará el valor de $$\dfrac{1}{R_{eq}}=\dfrac{1}{R_U}+\dfrac{1}{R_V+R_W}=\dfrac{1}{R_1}+\dfrac{1}{2\cdot R_1}=\dfrac{2}{2\cdot R_1}+\dfrac{1}{2\cdot R_1}=\dfrac{3}{2\cdot R_1}$$ El valor de la resistencia equivalente en función de la resistencia estatórica es $$R_{eq}=\dfrac{2\cdot R_1}{3}$$ Finalmente, sustituyendo en la ley de Ohm, se tiene que el valor de la resistencia estatórica será $$R_1=\dfrac{3}{2}\cdot \dfrac{V_{dc}}{I_{dc}}$$ 3.- Máquina asíncrona conectada en estrella

La tercera opción para obtener la resistencia estatórica se plantea cuando no se posee acceso a la caja de bornas y la máquina está conectada en estrella.

En esta configuración, la máquina se alimentará a través de una fuente de tensión continua a través de una pareja cualquiera de bornes libres ($U_1$-$V_1$, $U_1$-$W_1$ o $V_1$-$W_1$) tal y como se muestra en la figura 3.

Fig. 3 Conexión de la caja de bornes de la máquina asíncrona cuando está conectada en estrella para realizar el ensayo de corriente continua. Circuito equivalente.

La aplicación de la ley de Ohm para esta configuración permitirá obtener el valor de la resistencia equivalente de la asociación en serie de la pareja de resistencias $U_1$-$V_1$, $U_1$-$W_1$ o $V_1$-$W_1$, en función de la conexión establecida para realizar el ensayo. De este modo se tendrá que $$R_{eq}=\dfrac{V_{dc}}{I_{dc}}$$ donde la resistencia equivalente en serie toma el valor de $$R_{eq}=R_U+R_V=R_1+R_1=2\cdot R_{1_{U_1-V_1}}$$ De este modo la resistencia estatorica tomará el valor de $$R_{1_{U_1-V_1}}=\dfrac{1}{2}\cdot \dfrac{V_{dc}}{I_{dc}}$$ Para obtener un valor de resistencia estatórica más preciso se puede realizar la medida de las tres parejas de resistencias y obtener el valor medio $$R_1=\dfrac{R_{1_{U_1-V_1}}+R_{1_{U_1-W_1}}+R_{1_{V_1-W_1}}}{3}$$