¿Qué es un diagrama circular
A diagrama circular es una representación gráfica del rendimiento de una máquina eléctrica. Se utiliza comúnmente para ilustrar el rendimiento de transformadores, alternadores, motores síncronosy motores de inducción. Es muy útil para estudiar el rendimiento de una máquina eléctrica en una gran variedad de condiciones de funcionamiento. La representación esquemática de un diagrama de círculo hace que sea mucho más fácil de entender y recordar en comparación con las descripciones teóricas y matemáticas.
Importancia del diagrama circular
El diagrama proporciona información que no se encuentra en un diagrama de fáseres ordinario. Un diagrama fásico da la relación entre actual y voltaje sólo en una condición de un solo circuito. Si la condición cambia, tenemos que dibujar el diagrama de fases de nuevo. Pero un diagrama de círculo puede ser referido como un diagrama de fáseres dibujado en un plano para más de una condición de circuito. En el contexto del motor de inducción, que es nuestro principal interés, podemos obtener información sobre su potencia de salida, factor de potencia…par de torsión, deslizamiento, velocidad, pérdida de cobre, eficiencia, etc. en una representación gráfica o diagramática.
Prueba realizada para calcular los datos necesarios para dibujar el diagrama de círculo
Tenemos que realizar la prueba de rotor sin carga y bloqueado en un motor de inducción. En la prueba sin carga, el motor de inducción funciona sin carga y por el método de dos vatios metros, se calcula su potencia total consumida que se compone sólo de las pérdidas sin carga. Se supone que el deslizamiento es cero. A partir de aquí se calcula la corriente en vacío y el ángulo entre el voltaje y la corriente necesario para dibujar el diagrama de círculo. El ángulo será grande ya que en la condición de no carga el motor de inducción tiene una alta reactancia inductiva.
En la prueba del rotor en bloque, se bloquea el rotor, lo que es análogo a un cortocircuito secundario de un transformador. A partir de esta prueba, necesitamos calcular la corriente de cortocircuito y el ángulo de desfase entre el voltaje y la corriente para dibujar el diagrama de círculo. También necesitamos la pérdida de cobre del rotor y del estator.
Cómo dibujar el diagrama circular del motor de inducción
Un diagrama circular se usa comúnmente para representar un motor de inducción. Para dibujar un diagrama circular como el que se muestra a continuación:
- Se traza la corriente sin carga y el ángulo sin carga calculado a partir de la prueba sin carga. Esto se muestra en la línea OA, donde0 es el ángulo del factor de potencia sin carga.
- Se traza la corriente de cortocircuito y el ángulo obtenido de la prueba del rotor en bloque. Esto se muestra por la línea OC y el ángulo se muestra porB.
- Se dibuja la bisectriz derecha de la línea AC que divide la línea y se extiende para cortar la línea AE que nos da el centro.
- La corriente del estator se calcula a partir del circuito equivalente del motor de inducción que obtenemos de las dos pruebas. Esa corriente se traza en el diagrama circular de acuerdo con la escala con origen en contacto y un punto en el diagrama circular que se muestra con B.
- La línea de CA se llama línea de energía. Utilizando la escala de conversión de energía que hemos tomado en el diagrama del círculo, podemos obtener la potencia de salida si nos movemos verticalmente por encima de la línea AC a la periferia del círculo. La potencia de salida viene dada por la línea MB.
- La pérdida total de cobre viene dada por la línea GM.
- Para dibujar la línea de par, la pérdida total de cobre debe separarse tanto de la pérdida de cobre del rotor como de la del estator. La línea DE da la pérdida de cobre del estator y la línea CD da la pérdida de cobre del rotor. De esta manera, se selecciona el punto E.
- La línea AD se conoce como línea de par que da el par desarrollado por el motor de inducción.
Partes de un diagrama circular
Las partes de un diagrama circular incluyen:
- Máxima potencia de salida
- Par máximo
- Máxima potencia de entrada
Máxima potencia de salida
Cuando la tangente del círculo es paralela a la línea, la potencia de salida será máxima. Ese punto M se obtiene dibujando una línea perpendicular desde el centro hasta la línea de salida y extendiéndola para cortar en M.
Par máximo
Cuando la tangente al círculo es paralela a la línea de torsión, da la máxima torsión. Esto se obtiene dibujando una línea desde el centro en forma perpendicular a la línea de torsión AD y extendiéndola para cortar el círculo. Ese punto está marcado como N.
Máxima potencia de entrada
Ocurre cuando la tangente al círculo es perpendicular a la línea horizontal. El punto es el punto más alto del diagrama del círculo y se dibuja al centro y se extiende hasta S. Ese punto se marca como R.
Conclusión del diagrama circular
Este método se basa en algunas aproximaciones que hemos utilizado para dibujar el diagrama circular y también, hay un cierto redondeo de los valores. Así que aunque hay algún error en este método, todavía puede darnos una buena aproximación de los resultados.
La principal desventaja de un diagrama circular es que aunque es fácil de interpretar y leer, puede ser bastante …que lleva mucho tiempo dibujar. Los métodos alternativos incluyen el uso de fórmulas matemáticas o modelos de circuitos equivalentes para averiguar los diversos parámetros de rendimiento. Si quieres aprender más sobre los diagramas de círculo y otros temas de ingeniería eléctrica, mira nuestra lista completa de preguntas eléctricas básicas.
