Motor Trifásico Asíncrono

Motor trifásico asíncrono

Motor Trifásico AsíncronoLos motores asincrónicos o motores de inducción

son las maquinas de impulsión eléctrica más utilizadas pues son sencillos, seguros y baratos. Los motores asíncronos se clasifican según el tipo de rotor en motores de rotor en jaula de ardilla(o motores con inducido en cortocircuito), y motores de rotor bobinado y anillos rozantes.

Motor asíncrono trifásico de rotor en jaula de ardillaEl motor de rotor en jaula de ardilla o de

inducido en cortocircuito se ha convertido en la máquina de impulsión eléctrica más utilizada en aplicaciones técnicas gracias a su estructura robusta y sencilla y a sus excelentes características de servicio.

La carcasa se fabrica o bien de fundición de hierro o soldando las diversas piezas de chapa de acero. Los escudos o tapas de los cojinetes suelen ser de hierro colado. El paquete de chapas estatórico se compone de perfiles troquelados de chapa magnética, barnizados por uno de los lados para aislarlos unos de otros. Los dos terminales de cada una de las bobinas del devanado estatórico se llevan a la caja de bornes.El devanado del inducido en jaula de ardilla se compone de varias barras de cobre, bronce o aluminio, colocadas o fundidas directamente en las ranuras del paquete de placas y cortocircuitadas en ambos extremos por sendos anillos terminales del mismo material. Para que el rotor gire con menos ruido (zumbido

electromagnético) las ranuras y las barras se disponen ligeramente inclinadas respecto al eje del rotor formando hileras simples o dobles. Las aletas de los anillos terminales y el ventilador situado al final del eje sirven para impeler a través del motor el aire necesario para extraer el calor debido a las perdidas.

Tecnología de la energía Página 1


El eje rueda sobre rodamientos a bolas, ocasionalmente sobre cojinetes a fricción, de modo que entre los paquetes de placas estatórico y rotórico se obtenga un entrehierro relativamente estrecho, de 0,2 mm a 1 mm.

Motor asíncrono de rotor bobinado y anillos rozantesEl motor de rotor en jaula de ardilla tiene el inconveniente de que

durante su funcionamiento no existe modo alguno de influir desde el exterior sobre la corriente del circuito rotórico. En cambio esto es posible en un motor de rotor bobinado y anillos rozantes, en el que puede variarse la resistencia del circuito del rotor conectando resistores adicionales, pues los extremos de los devanados del rotor son accesibles desde el exterior a través de anillos rozantes.

El motor con rotor bobinado y anillos rozantes se diferencia del de rotor en jaula de ardilla solamente porque la forma de su rotor es diferente. El rotor se compone de un eje sobre el que se encuentra el paquete de chapas magnéticas. En las ranuras de estas se coloca el devanado del rotor que es en general trifásico. Por motivos de economía se construyen también rotores de anillos rozantes con devanados bifásicos. El devanado del rotor presenta un gran número de espiras, y la sección de sus conductores es pequeña. Por lo

tanto, la resistencia óhmica del devanado de un rotor bobinado y anillos rozantes será mucho mayor que la del rotor en jaula de ardilla.

El funcionamiento de la maquina es independiente de que el devanado del rotor sea bi- o trifásico. Lo único importante es que el rotor presente el mismo



número de polos que el estator pues en caso contrario no aparecería par alguno.

La corriente del rotor circula a través de las escobillas de carbón, lo que permite conectar durante la marcha del motor resistores adicionales en el circuito del rotor. Mediante un dispositivo leva escobillas y de cortocircuito se cortocircuita el devanado del rotor durante su funcionamiento. Simultáneamente se levantan las escobillas para evitar un desgaste innecesario.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOEl motor asincrónico trifásico a inducción es un mecanismo al cual

ingresa energía eléctrica bajo la forma de un conjunto trifásico, que se convierte en energía mecánica bajo la forma de un movimiento giratorio de velocidad ligeramente variable con la carga aplicada al eje.

En las canaletas del estator del motor asincrónico suponemos la existencia de corrientes provenientes de un sistema trifásico simétrico y equilibrado, todas en un mismo instante. Ese sistema de corrientes provoca un campo rotante o campo giratorio, que se establece en ele estator mismo y cruza el espacio que se destinara al rotor.

Si se toma un instante T dado, en el mismo las corrientes tendrán un valor como se indica en la gráfica que muestra el valor instantáneo de cada una de las corrientes. Trasladando los valores a los respectivos bobinados, podemos ver los sentidos que en ese instante tienen las corrientes. Observamos que se agrupan en dos sentidos hacia arriba y hacia abajo en sectores bien definidos. Esa distribución deja perfectamente establecidos los dos polos del campo rotante como señala la figura.

A medida que pasa el tiempo los grupos de corrientes de igual sentido se van desplazando, lo que es otro camino para mostrar objetivamente la existencia del campo rotante producido por un bobinado trifásico por medio de la ecuación de los alternadores, hemos visto que la velocidad de rotación en ese campo está vinculada con la frecuencia mediante la expresión:

Ns = 60 f p

Ns= Velocidad sincrónica del campo rotante, en revoluciones por minuto (RPM)f = frecuencia de las corrientes aplicadas al estator, en Hertz (Hz)p = número de pares de polos generados por el bobinado de estator.

A la velocidad de campo rotante Ns se la llama velocidad sincrónica o simplemente velocidad del campo rotante.



Supongamos ahora que en el espacio afectado por el campo rotante colocamos un conductor rectangular cerrado sobre si mismo, o sea en cortocircuito, y vinculado mecánicamente a un eje coincidente con el eje del estator como se muestra en la figura.

En este dibujo tenemos al conjunto, y al campo rotante lo hemos representado por medio de algunas de sus líneas verticales.

Dentro del área encerrada por esa espira en cortocircuito, el flujo magnético varia a causa de que el campo giratorio cambia constantemente de dirección. Esta variación de flujo ocasiona una fuerza electromotriz inducida, y como la espira constituye un circuito cerrado se genera una corriente.

El sentido de esa corriente inducida se determina fácilmente recordando la

regla de la mano derecha, teniendo en cuenta los sentidos relativos de movimiento.

Como el circuito es cerrado, las fuerzas electromotrices producidas en los dos lados activos se suman, y producen una corriente cuyo sentido se ha indicado en el dibujo con i, concordante con el sentido de la fuerza electromotriz inducida e.

Es importante notar que la cupla generada tiende a llevar la espira en la misma dirección de giro que el campo rotante.

Ahora a partir de lo visto y con ayuda de lo indicado en la figura 2 estableceremos el principio de funcionamiento de otro tipo de motor, denominado motor asincrónico con rotor bobinado, que también se lo conoce en la practica como motor asincrónico con anillos.

La espira del caso anterior se encuentra abierta y sus terminales llegan a dos anillos rozantes montados sobre el eje de giro de la bobina, sobre los que se apoyan escobillas fijas. Desde las escobillas que asientan sobre los anillos mencionados, parten conductores

que vinculan a la espira con un resistor variable. Con esta espira ocurre exactamente lo mismo que en caso de la espira en corto circuito, salvo que, por medio del resistor exterior, es posible regular adecuadamente



la corriente inducida y con ello la cupla, modificando su comportamiento.

RESBALAMIENTOSi el rotor alcanzase la velocidad sincrónica Ns no habría variación

de flujo en la espira. En consecuencia no se generaría fuerza electromotriz inducida en la espira, no circulando corriente y consecuentemente no habría cupla y en fin no habría movimiento.

En tales condiciones, el rotor tendería a detenerse disminuyendo su velocidad. Pero al hacerlo, aparecería una diferencia de velocidad entre el campo rotante que gira a velocidad constante y el rotor, lo que daría lugar a una fuerza electromotriz inducida y consecuentemente una cupla. Por lo tanto la base de la existencia de la cupla motora es la diferencia de velocidad entre el campo rotante y el rotor, la que expresada en porciento es:

s (en porciento %) = ( Ns – N ) 100 Ns

Con N se ha indicado la velocidad del rotor, a la diferencia porcentual s se la denomina resbalamiento (DESLIZAMIENTO en IRAM).

Por lo tanto podemos inferir que la esencia de la existencia de cupla radica en que la velocidad del campo rotante sea siempre superior a la velocidad de rotación del rotor.

El resbalamiento s puede tomar una gama de valores, conforme las diversas exigencias de operación de los motores. En motores con rotor en corto circuito puede oscilar entre el 1% y el 15% mientras que en los de rotor bobinado es variable, pudiendo en algunos casos llegar al 50%.

CONEXIONESEl estator de los motores asincrónicos trifásicos a inducción se

conecta habitualmente en conexión estrella. Esto no impide que pueda conectares en conexión triangulo, pero se trata de un caso menos frecuente, empleado en especiales condiciones de arranque. (Escanear imágenes)

Cuando conectas los devanados de un motor en estrella, y conectas las terminales sobrantes a las tres líneas de la trifásica, la tensión en cada fase (devanado) del motor es 1/√3 del voltaje "de línea" -es decir, el voltaje entre existente entre cada par de líneas de la trifásica. Algo así como el 57.7% del voltaje de línea. Conectado en delta, la tensión sobre cada fase es la misma que la de línea.Por ejemplo: si tienes un sistema trifásico de 220 V, la tensión de línea es también esa. El voltaje sobre la fase de un motor conectado en delta,



es también 220 V. En cambio, la tensión por fase (sobre el devanado) en un motor conectado en estrella es 127 V.

Esta relación mutua entre las tensiones de fase "en delta" y "en estrella es siempre la misma. En Europa, por ejemplo, utilizan 380 V para el suministro industrial. En este caso, la tensión de fase para un motor conectado en estrella es de 220 V, que es 380/√3.

Por cierto, lo dicho para las tensiones es válido también para las corrientes, sólo que a la inversa. Es decir, si tengo un motor conectado en delta, la corriente que circula por cada uno de los hilos de alimentación, al llegar al motor, encuentra dos caminos. La corriente "por fase", o sea, en cada devanado, es igual a la corriente de línea dividido entre √3. Por el contrario, si la conexión fuera en estrella, cada fase queda en serie con una de las líneas, y la corriente, obligadamente, es la misma.

Sintetizando:Conexión en estrella: Voltaje por fase = voltaje de línea/√3.Corriente por fase = corriente de línea.

Conexión en delta: Voltaje por fase = voltaje de línea.Corriente por fase = corriente de línea/√3.

MEDIDA DEL PAREl producto de la fuerza F por la longitud s del brazo de palanca se

denomina par M de la fuerza.M = F . s

Cuando los pares de giro a la derecha y los de giro a la izquierda son iguales la palanca se encuentra en equilibrio, o sea, en reposo. Si los dos pares son diferentes la palanca girara en sentido el par mayor. En las maquinas eléctricas rotatorias también se presentan pares. En el estator se origina un campo magnético de flujo. El rotor se compone de un tambor de hierro dulce magnético con muescas o ranuras en las que se insertan los conductores. Según la regla del motor, todo conductor recorrido por una corriente se encuentra sometido a una fuerza de valor. Esta fuerza se encuentra aplicada al conductor a una distancia s del eje del rotor. Cuando tengamos z conductores recorridos por corriente en el campo magnético, aparecerá un par M de valor.

Se obtendrá una frecuencia de giro constante cuando este par sea igual al necesario para que gire el rotor, el cual opone un par resistente.

En las maquinas eléctricas giratorias el par se mide con ayuda de frenos o de maquinas reversibles.

En un motor eléctrico están relacionados el par M y la frecuencia de giro, pues esta disminuye cuando aumenta el par. Cuando el motor



arranca la frecuencia de giro es nula y el parque actúa en ese instante sobre el eje se denomina par de arranque MA.

POTENCIA Y CUPLALa potencia desarrollada en el resistor Rc será representativa de la

potencia desarrollada en la carga mecánica Pm para una fase. Esa potencia mecánica solventara la potencia útil Pu y las perdidas mecánicas pmec. Por lo tanto podemos escribir:

Pm = Pu + pmec

Si recurrimos a la expresión que vincula la potencia con la cupla desarrollada (P=1,03 C.Nsiendo C=cupla y N=velocidad del rotor), despejamos cupla y nos queda:

Cm = 0,975 Pm

N

CURVAS CARACTERISTICASEn los motores la potencia útil, en el eje, la cupla desarrollada y la

velocidad, son los factores principales a tener en cuenta para el análisis e su funcionamiento En particular, para los motores asincrónicos trifásicos, es común tomar al resbalamiento s como variable independiente para la mayor parte de las curvas que se quieren examinar, ya que el resbalamiento en otra escala, representa a la velocidad N.

En la figura 5.34 presentamos las principales curvas características en función de la cupla desarrollada en el eje.En la misma podemos ver –en función de la cupla- las curvas de velocidad, intensidad de corriente absorbida, rendimiento y factor de potencia, nótese que el factor de potencia Cos φ es muy bajo valor a bajas caras y aumenta gradualmente al aumentar la cupla desarrollada por el motor. Esto indica que, desde el punto de vista de su factor de potencia y su negativa

incidencia sobre las redes eléctricas, no es conveniente hacer trabajar hacer trabajar a los motores asincrónicos trifásico, en vacío, o con baja carga.



En cuanto a la velocidad se observa que ella disminuye poco al aumentar la cupla, por lo que puede afirmarse que es un motor en el cual su velocidad es poco dependiente de las variaciones de la carga. Los motores de esta cualidad, se dice que tienen “característica dura”. Los de “característica blanda”, ceden mucho su velocidad al exigirles cupla, o sea, potencia.

También es necesario señalar que la corriente a vacío Io

es comparativamente alta y la corriente de trabajo aumenta en relación con el aumento de carga. El rendimiento aumenta en función de la carga pasando por un máximo para luego decaer. Una característica de importancia para este tipo de motor es la que relaciona la cupla en función del resbalamiento (o de la velocidad, según se quiera), que se presenta en la figura 5.35.

Las curvas se han trazado tomando como parámetro característico a la resistencia del rotor. Los valores de la curva 1 hasta la curva 4 corresponden a resistencias R2 que van creciendo. Es muy fácil deducir que si el motor tiene rotor en cortocircuito (jaula) es imposible variar la resistencia rotórica R2, por lo que estos motores tienen una única característica C= f (s). En cambio los motores con rotor bobinado, pueden variar el valor de R2, intercalando, por fase resistencia adicionales RA como se muestra en la figura.

Por lo tanto, el valor de R2 que debemos tener en cuenta debe ser:

R2 = R’2 + RA

R2 = resistencia total del circuito del rotor, por fase

R’2 = resistencia del bobinado del rotor, por fase



RA = resistencia adicional exterior, por fase

En el rotor de jaula se toma R2 = R’2

MEDICION DE LAS CONSTANTES

Ensayo a vacío:Cuando el motor funciona

conectado a la red, pero sin carga en el eje, decimos que funciona a vacío. Si por un medio auxiliar –como podría ser un motor de velocidad ajustable- se lo llevara exactamente hasta la velocidad de sincronismo N = Ns, el resbalamiento seria s = 0 (nulo). En esas condiciones, la corriente en cada fase del rotor debería ser nula, dado que no debe desarrollar potencia mecánica alguna y la potencia eléctrica que tomaría de la red seria la necesaria para compensar las perdidas en el circuito de excitación, mas una pequeña parte para solventar perdidas en el cobre de los circuitos del estator. En marcha a vacío, la velocidad es aproximadamente la de sincronismo. Desde ese estado, se comienza aplicando la tensión nominal U1 = Un y operando sobre la misma, se reduce en forma lenta y decreciente la tensión aplicada. Con los valores medidos, conforme el instrumental de la instalación de la figura 5.40, se trazan los gráficos de la figura 5.41. La potencia consumida será función de la tensión Po = f (U), hasta que la velocidad

no disminuya notoriamente para falsear los valores de las perdidas mecánicas

Luego se extrapola la curva hacia el origen hasta alcanzar el valor U = 0 , situación que debiera corresponder a una hipotética marcha en que solo habría perdidas por frotamiento en cojinetes, contra el aire y la potencia que

toma el ventilador, ya que en esas condiciones de tensión, no hay flujo ni corriente, no debiendo



existir en consecuencia perdidas magnéticas ni perdidas en el cobre. Antes de efectuar la prueba es conveniente medir por un método adecuado las resistencias R1 y R2 para usarlas luego. Por extrapolación, en el punto de tensión nula U = 0 , la potencia tomada de la red es solo la de perdidas mecánicas, por rozamiento y por ventilación.

Ensayo a rotor bloqueado:En este ensayo –por algún medio mecánico- se impide al rotor

girar amarrándolo convenientemente y en forma lenta y creciente (a la inversa que en el ensayo a vacío) se aplica tensión a su estator hasta alcanzar la condición de corriente nominal Ib = In. Es decir, partiendo de cero y hasta alcanzar el valor de la corriente nominal del motor La tensión para lograr este estado suele estar entre el 5% y el 20% de la tensión nominal Un. El esquema de conexiones es el mismo que el de la figura 5.40, salvo los alcances de los instrumentos de medida, que deben ser los adecuados para las magnitudes a medir en este caso.

Si en el caso de marcha vacío tenemos un resbalamiento casi nulo, s = 0, ahora a rotor bloqueado se tendrá resbalamiento total s = 1 (100%) y la resistencia ficticia resulta nula, Rc = 0. El circuito equivalente para esta nueva condición es el mismo que el 5.39 pero con dos condiciones nuevas. El brazo de excitación formado por Ge y Be no se tienen en cuenta, dado que a esa baja tensión, sus valores son muy bajos y la corriente que por ellas circulan son despreciables.

METODOS DE ARRANQUE

Consideraciones generales:Cuando un motor esta detenido y se procede a ponerlo en marcha,

es menester cuidar dos aspectos principales:

la corriente que va a tomar de la red la cupla que aplicara al mecanismo impulsado

En el momento del arranque, el motor presenta para la red una admitancia muy elevada, o de otra manera, una impedancia muy baja y la corriente que toma en esas condiciones es bastante elevada. Esta corriente puede perturbar a la red de alimentación, o al mismo motor, o a ambas cosas. Las soluciones para atenuar este efecto, dependen del tipo de rotor del motor. Si recordamos la expresión de la corriente tomada por el motor y en ella hacemos que se cumpla s = 1, es decir, N = 0, tendremos la corriente de arranque Iarr que habría de tomar si lo conectamos directamente a la red.



Arranque directo:Este método se emplea en motores de poca potencia, aunque en

los diseños muy modernos, se están logrando arranques directos en motores medianos. En general se reserva este método para el caso de motores de rotor tipo jaula. El estator se conecta directamente a la red, como muestra la figura 5.43, y la operación se hace con un contactor o llave termo magnética que, además, contiene elementos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos.

Tenemos el esquema de conexiones genera y a su derecha, el esquema unifilar abreviado. En la parte superior derecha tenemos las curvas de la corriente y de cupla en función del resbalamiento.

Alcanzada la velocidad nominal (resbalamiento nominal Sn) se tiene la corriente nominal In

y la cupla nominal Cn conforme sea la cupla resistente. En general, la corriente inicial en el momento de arranque es alta, alcanzando valores entre 5 y 10 veces el valor de la corriente nominal del motor, por lo que es su menester usar este método con cautela.

Los motores previstos para arranque directo suelen venir de fábrica conectados en estrella como se muestra en la figura y según sea el modelo constructivo, la cupla de puesta en marcha puede ser alta o mediana.

Arranque estrella-triangulo:Este método de arranque, consiste en poner al bobinado estatorico

del motor, primero en conexión estrella y una vez que alcanzo la velocidad de equilibrio dinámico, se lo conmuta a conexión triangulo. Es un método aplicable a motores con rotor en corto circuito. Conforme a este método, cuando el motor esta todavía detenido, se lo conecta a la red en estrella, con lo que la tensión aplicada a cada fase resulta inferior a la tensión de línea de la red de alimentación. En esas condiciones, se lo deja que tome velocidad y se ponga en marcha, hasta alcanzar su velocidad estable, conforme la cupla desarrollada en esas condiciones. En ese momento –con rapidez- se conmutan los bobinados pasándolos a configurar una conexión triangulo con lo que la tensión aplicada a cada fase, pase a ser la tensión de línea de la red, es decir la tensión nominal.



La maniobra de cambiar la forma de conexión del estator, se puede hacer por diversos métodos.

Como consecuencia de esta reducción de la tensión aplicada en el momento del arranque al 57,73%, la corriente disminuirá al 57,73%.Pero con la cupla de arranque se debe tener mas precaución. Si

se tiene en cuenta que la cupla es dependiente del cuadrado de la tensión deducimos que la cupla quedara reducida al 33,33%. Esto es importante, ya que, si bien con este arranque se logra una apreciable reducción de la corriente inicial, la cupla se ve muy disminuida, no pudiéndose utilizar este sistema para los casos en que el motor arrastra mecanismos que presenta altos valores de cupla resistente al ponerse en marcha. La secuencia de orden de accionamiento es muy fácil:

Primero se cierra el contactor A que vincula a la red de alimentación al motor.

A continuación se cierra B que permite formar el centro de la estrella.

Finalmente, se abre B desarmando el centro de estrella e inmediatamente se cierra C que se encarga de formar el triangulo, como es muy fácil de verificar en el circuito.



Los contactores pueden abrirse y cerrarse de forma manual o también con automatismos, por ejemplo LOGO!.

Arranque con autotransformador:Consiste este procedimiento en efectuar la conexión del motor por

medio de un autotransformador trifásico o dos autotransformadores monofásicos conectados en “V” como la indicada en la figura 5.45.

La operación sigue la siguiente secuencia: Comienza con el cierre de los contactores “A”, “B” y “C”, que

dejan al conjunto de autotransformadores monofásicos en conexión “V” sobre la red.

Luego, se cierran los contactores “D” y “E”, y el motor queda alimentado a tensión reducida aplicada por los secundarios de los autotransformadores y arranca.

Luego se abren los contactores “A”, “B” y “C”, los “D” “E”, se cierran los “F”, “G” y “H” y el motor queda conectado directamente a tensión plena.

Las curvas de cupla y corriente son semejantes al caso de arranque estrella- triángulo, con la diferencia que ahora, la distribución de la tensión en la primera etapa y la segunda puede establecerse con mayor



flexibilidad variando la relación de transformación del autotransformador.

Arranque con resistencias en el rotor:Como ya vimos en la figura 5.20, los motores asincrónicos

trifásicos con rotor bobinado (con anillos) pueden arrancar en forma gradual, por medio de resistores intercalados en el circuito del rotor. En figura 5.46 tememos el esquema de conexiones para este tipo de arranque.



En este caso un contactor permite conectar el bobinado del estator a la red de alimentación. Las tres fases del rotor, a través de los anillos rozantes, se unen a tres resistores de arranque conectados en conexión estrella. En la parte superior de la figura 5.46 tenemos graficadas cuatro características de la corriente en función del resbalamiento I = f(s) que pueden corresponder a cuatro escalones de la resistencia de arranque. En la parte inferior derecha de la misma se venlas cuatro curvas de cupla correspondientes a la mismas fracciones de la resistencia puesta en marcha.

CONTROL DE VELOCIDADEl perfeccionamiento de los rectificadores controlados por medios

electrónicos introdujo importantes cambios en la forma de encarar este tema.

Control por variación de resistencia rotórica:En este método, reservado únicamente a motores con rotor

bobinado (con anillos), se muestra en la figura 5.47.



Su configuración es muy similar a la empleada en los sistemas de arranque. El acoplamiento del estator del motor a la red de alimentación se hace mediante contactores. La explicación de este sistema de regulación de velocidad tiene su fundamento a partir de la regulación de RA.

Este método no es conveniente para regular bajas velocidades.

Control por variación de tensión aplicada:Este método requiere un sistema auxiliar de regulación de tensión.

Mediante el empleo de rectificadores de potencia controlados, es sencillo lograr este tipo de regulación. No obstante tiene el desfavorable efecto de incidir directamente sobre la cupla. Al ser fuertemente dependiente e la tensión aplicada al estator su empleo tiene limitaciones.



Control por variación de frecuencia y tensión:Este método se funda en la regulación de la velocidad sincrónica

del campo rotante, a través de la ecuación de velocidad sincrónica Ns.Sin embargo, un método que se base en la regulación de la

velocidad a través de la regulación de la frecuencia, debe contemplar simultáneamente la regulación de la tensión. De no ser así, como la potencia útil es el producto de la velocidad por la cupla este método implicaría la regulación de la potencia. Pro esta causa la aplicación de este método debe estar precedida de un estudio de ésta situación.

En la actualidad, se producen mecanismos electrónicos capaces de cumplir las dos condiciones impuestas es decir regular la frecuencia para variar la velocidad y regular la tensión para lograr una alta cupla.

En la figura 5.48 mostraremos un esquema para estos fines.

El sistema tiene un contactor de puesta en marcha general que conecta todo el sistema a la red. A la salida del contactor se encuentra un transformador adaptador de tensiones, que alimenta a un rectificador trifásico controlado. La tensión continua obtenida del rectificador se aplica a un inversor, que se encarga de volver a generar una señal de corriente alterna, pero de distinta frecuencia que la de la red y con tensión adecuada.

El equipo de control que vincula al rectificador con el inversor, se ocupa de suministrar los pulsos de tensión de control a los diodos controlados actuando sobre el comando del equipo de control, este ajusta automáticamente la frecuencia y el nivel de tensión de salida de corriente continua del rectificador y el valor eficaz y frecuencia de la seña de corriente alterna suministrada por el inversor al estator del motor.



Control por variación del numero de polos:Basándonos en la misma expresión que utilizamos para analizar el

control por variación de frecuencia vemos que es posible modificar la velocidad cambiando el número de pare de polos p. Esta solución da por resultado motores algo voluminosos, en los que el material activo no esta óptimamente aprovechado. Sin embargo, en muchos casos se prefiere, a pesar de que los motores preparados para esta forma de trabajo funcionen con un factor de potencia poco satisfactorio. Se lo suele emplear en equipos de ascensores que tienen dos velocidades. En ellos la condición de alta velocidad se emplea para el traslado de un piso a toro, y en la proximidad del piso en que debe detenerse se conmuta al a condición de baja velocidad para lograr una aproximación mas exacta

y confortable al nivel requerido.El sistema se adapta solo para motores con rotor

jaula. En la siguiente figura en la parte superior observamos un estator compuesto por dos bobinas arrolladas en el mismo sentido y alimentadas con corriente del mismo sentido, que generan cada una de ellas un flujo magnético de sentido concordante, por lo tanto la existencia de dos polos. Si conservando los sentidos de arrollamiento, permutamos dos conexiones, de tal manera que los sentidos de corriente relativos cambien, cambiara la composición de flujos magnéticos originados y determinara la existencia de cuatro polos como se observa en la parte inferior.

De esto deducimos que, si en el estator de u motor asincrónico trifásico disponemos de terminales

adecuados en el bobinado, haciendo oportunos cambios de las conexiones se podrán lograr configuraciones magnéticas de varios pares de polos.

El control de velocidad se realiza: Al cerrar los contactores “A”, “B” y “C” se alimenta al

sistema desde la red. Cerrando inmediatamente los contactores “D”, “E” y “F”,

el estator queda conectado en conexión triangulo, en donde en cada fase, las dos mitades del bobinado reciben corrientes de igual sentido porque están en serie tomando una velocidad N1.

A continuación se abren los contactores “D”, “E” y “F” y se cierran los contactores “G”, “H” e “I”, uniendo la parte central de todas las fases.

Cerrando inmediatamente los contactores “J”, “K” y “L”, los conjuntos de bobinas quedan en paralelo y los sentidos



de circulación de las corrientes serán opuestos en cada fase pasando a alcanzar otra velocidad N2.

Con este cambio, es posible como se ve, lograr dos velocidades.


Motor Trifásico Asíncrono

Documents

Transcript of Motor Trifásico Asíncrono