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Mquinas asincrnicasEnviado por buscador

Partes: 1, 21. Introduccin2. Consideraciones generales de las mquinas asincrnicas3. Arranque de motores asincrnicos por dispositivos electrnicos4. Variadores de velocidad electrnicos5. Algunas aplicaciones del motor asncrono monofsico6. Consideraciones generales sobre el generador asincrnico7. Particularidades del uso del generador asncrono en la generacin elica8. Regmenes especiales de mquinas asincrnicas9. Regmenes especiales de trabajo de las mquinas asincrnicas

10. Circuito de frenado de un motor asincrnico11. Conclusiones Generales12. Bibliografa

Introduccin

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Contrariamente a las mquinas sncronas empleadas normalmente como generadores, las mquinas asncronas han encontrado su principal aplicacincomo motores, debido a la sencillez de su construccin. El motor asncrono trifsico es hoy el motor usual de accionamiento en todas las redes dedistribucin.Se llama mquina de induccin o asincrnica a una mquina de corriente alterna, en la cual la velocidad de rotacin del rotor es menor que la del campomagntico del estator y depende de la carga. La mquina asincrnica tiene la propiedad de ser reversible, es decir, puede funcionar como motor y comogenerador.El motor asincrnico tiene dos partes principales: Estator y rotor. El estator es la parte fija de la mquina en cuyo interior hay ranuras donde se colocael devanado trifsico que se alimenta con corriente alterna trifsica. La parte giratoria de la mquina se llama rotor y en sus ranuras tambin se colocaun devanado. El estator y el rotor se arman de chapas estampadas de acero electrotcnico de 0,35 a 0,5 [mm] de espesor.Segn la construccin, los motores asincrnicos pueden ser de rotor de jaula de ardilla o de rotor bobinado.Los motores asincrnicos se dividen en: sin colector y con colector. Los motores sin colector se utilizan donde se necesita una velocidad de rotacinaproximadamente constante y no se requiere su regulacin.Los motores sin colector son simples en construccin, funcionan sin fallas y son de alto rendimiento.Para alcanzar amplia gama de velocidades, se utilizan motores asincrnicos con colector monofsico y trifsico; sin embargo, debido al alto costo, a unaconstruccin complicada y condiciones difciles de trabajo, las mquinas asincrnicas con colector son poco empleadas.Consideraciones generales de las mquinas asincrnicasContrariamente a las mquinas sncronas, empleadas normalmente como generadores, las mquinas asncronas han encontrado su principal aplicacincomo motores, debido a la sencillez de su construccin.Las mquinas asncronas tienen un circuito magntico sin polos salientes estando ranurados tanto el estator como el rotor, los cules van a estarsometidos a la accin de campos magnticos giratorios que darn lugar a prdidas magnticas. En consecuencia, ambos rganos de la mquina sefabrican a base de apilar chapas delgadas de acero al silicio para reducir estas prdidas.El devanado del estator normalmente es trifsico, aunque en mquinas de pequea potencia tambin puede ser monofsico o bifsico. El devanado delrotor siempre es polifsico. Ambos devanados tienen el mismo nmero de polos (2p). El devanado del rotor forma un circuito cerrado por el quecirculan corrientes inducidas por el campo magntico. El rotor puede ser de dos tipos: de jaula de ardilla o en cortocircuito y de rotor bobinado o conanillos.Una jaula de ardilla es un devanado formado por unas barras alojadas en las ranuras del rotor que quedan unidas entre s por sus dos extremosmediante sendos aros o anillos de cortocircuito. El nmero de fases de este devanado depende de su nmero de barras. Muchas veces estos anillosposeen unas aletas que facilitan la evacuacin del calor que se genera en la jaula durante el funcionamiento de la mquina.El rotor bobinado tiene un devanado trifsico normal cuyas fases se conectan al exterior a travs de un colector de tres anillos y sus correspondientesescobillas. En funcionamiento normal estos tres anillos estn cortocircuitados (unidos entre s).En ambos tipos de rotor se suelen emplear ranuras ligeramente inclinadas con respecto al eje de la mquina. El bloque de chapas que forma el circuitomagntico del rotor tiene un agujero central donde se coloca el eje o rbol de la mquina. En muchas ocasiones se coloca un ventilador en este eje parafacilitar la refrigeracin de la mquina.La carcasa es la envoltura de la mquina y tiene dos tapas laterales donde se colocan los cojinetes en los que se apoya el rbol. Esta carcasa suele


La carcasa es la envoltura de la mquina y tiene dos tapas laterales donde se colocan los cojinetes en los que se apoya el rbol. Esta carcasa sueledisponer de aletas para mejorar la refrigeracin de la mquina. Sujeta a la carcasa est la placa de caractersticas donde figuran las magnitudes msimportantes de la mquina. En la carcasa se encuentra tambin la caja de bornes adonde van a parar los extremos de los bobinados. En una mquinaasncrona trifsica de jaula de ardilla la caja de bornes tiene seis terminales, correspondientes a los extremos de las tres fases del estator (dos extremos,principio y final, por cada fase), formando dos hileras de tres. De esta forma resulta fcil el conectar el devanado del estator en estrella o en tringulo.Las ideas fundamentales sobre los motores de induccin las desarroll a finales de la dcada de 1880 Nicola Tesla, quien recibi la patente por sus ideasen 1888. En esa poca present un artculo ante el American Institute of Electrical Engineers [ATEE, predecesor del Institute of Electrical andElectronics Engineers (IEEE)] en el que describa los principios bsicos del motor de induccin con rotor devanado, junto con ideas sobre otros dosimportantes motores de ca: el motor sncrono y el motor de reluctancia.A principios del siglo XX se impuso el sistema trifsico europeo ante el bifsico americano, por lo que las maquinas asincrnicas comenzaron a ser y sontrifsicas.En las mquinas asincrnicas la corriente que circula por uno de los devanados se debe a la f.e.m inducida por la accin del flujo del otro, y por estarazn se denominan mquinas de induccin. Tambin reciben el nombre de mquinas asincrnicas debido a que la velocidad de giro del rotorno es la de sincronismo impuesta por la frecuencia de la red. La importancia de los motores asncronos de debe a su construccin simple y robusta,sobre todo en el caso del rotor en forma de jaula de ardilla, que les hace trabajar en circunstancias ms adversas, dando un excelente servicio conpequeo mantenimiento. Hoy en da se puede decir que ms del 80% de los motores elctricos industriales emplean este tipo de maquinas, trabajandocon una frecuencia de alimentacin constante. Sin embargo, histricamente su inconveniente ms grave ha sido la limitacin para regular su velocidad,y de ah cuando esto era necesario, en diversas aplicaciones como la traccin elctrica, trenes de laminacin, etc., eran sustituidos por motores de c.c.,que eran ms idneos para este servicio. Desde finales del siglo XX y con el desarrollo tan particular de la electrnica industrial, con accionamientoselectrnicos como inversores u onduladores y cicloconvertidores, que permiten obtener frecuencia variable a partir de la frecuencia de la red, y con laintroduccin del microprocesador en la electrnica de potencia, se han realizado grandes cambios, y los motores asncronos se estn imponiendo pocoa poco en los accionamientos elctricos de velocidad variable.

Mquina asncrona


Eje (0), Cojinete (1), rotor de jaula de ardilla (2), tapa lateral de la carcasa (3) y ventilador (4)

Rotor bobinado o con anillos

a) Colector de 3 anillos; b) Escobilla; c) Anillo con escobillaCorriente de arranque de los motores asncronos


Corriente de arranque de los motores asncronosSe pueden distinguir dos casos extremos:a) Cuando a la red se conecta un motor con el circuito del rotor abierto y b) cuando su rotor est cortocircuitado.En el primer caso el fenmeno tiene cuantitativamente el mismo carcter que al conectar a la red un transformador con devanado secundario abierto.El instante de conexin ms peligroso es el instante cuando la tensin pasa por el cero.

En la mquina polifsica las componentes peridicas de los flujos de algunas fases forman un flujo resultante que gira en el espacio con la velocidad n1=f1*p1, y las componentes aperidicas de los flujos, forman un flujo resultante fijo en el espacio.

Conexin de un motor asincrnico con rotor abiertoEl flujo resultante doble satura intensamente el acero de la mquina. Por eso la amplitud de la corriente de conexin de la marcha en vaco I"om delmotor asincrnico supera considerablemente la amplitud de la corriente permanente en vaco Iom. En comparacin con los transformadores, en losmotores asincrnicos la relacin I"om / Iom es menor, puesto que al existir espacio la curva de imantacin de estos ltimos es ms chata, y el flujoremanente de magnetizacin es menor. No obstante, la corriente de conexin en vaco puede superar unas cuantas veces la corriente nominal In.Cuando a la red se conecta un motor con rotor cortocircuitado. Como en el primer instante la velocidad de rotacin n = 0, los fenmenos quetranscurren en este caso cualitativamente son los mismos que en el caso de cortocircuito instantneo del transformador.Si con el fin de simplificar se desprecia la corriente magnetizante, entonces la corriente de cortocircuito instantneo del motor asincrnico se puededeterminar por la frmula


Lo mismo que la corriente de conexin en vaco, esta corriente tiene dos componentes, una de las cuales, la componente peridica Ic.c.p, correspondea la corriente permanente de cortocircuito, y la otra, la componente aperidica Ic.c.a, se amortigua por la ley exponencial.La amortiguacin sucede muy rpidamente, puesto que la constante del tiempo de amortiguacin Xc.c/wRc.c es pequea. Por esta razn, confrecuencia la segunda componente de la corriente no se tiene en cuenta, comprendiendo por corriente de arranque del motor Iarr la corrienteperidica de cortocircuito.HabitualmenteIarr/In = (4--7)diferentes formas de arranque de los motores asincrnicosEl arranque es el proceso de puesta en marcha de un motor que lo lleva desde una velocidad nula a la del punto de funcionamiento estable quecorresponda al par resistente de la carga que tiene que mover.Para que pueda realizarse esta maniobra debe cumplirse la condicin de arranque: durante el arranque el par del motor debe ser superior al parresistente o de frenado. De no cumplirse esta condicin, el par motor es insuficiente para mover la carga mecnica que tiene acoplada y no se puedeproducir el arranque.Los dispositivos de arranque pueden ser de operacin manual o por contactores. Estos ltimos permiten efectuar el mando a distancia del motor concables de secciones pequeas (slo se requiere la corriente necesaria para la bobina del contactor), lo que facilita el accionamiento y diseo deldispositivo de control por trabajar con intensidades reducidas.Es necesario limitar la corriente de arranque de los motores asncronos trifsicos, ya que stos estn conectados a la red de distribucin de energaelctrica en paralelo con otros abonados, que podran sufrir bajadas momentneas de tensin de suministro durante el arranque de los mencionadosmotores debido a la cada de tensin provocada por la impedancia de las lneas de transporte. La mxima cada de tensin en la red no debe superar el15% durante el arranque.


Durante la puesta en tensin de un motor, la corriente solicitada es considerable y puede provocar una cada de tensin que afecte al funcionamiento delos receptores, especialmente en caso de insuficiencia de la seccin de la lnea de alimentacin. En ocasiones, la cada puede llegar a ser perceptible enlos aparatos de alumbrado.Los motores de jaula son los nicos que pueden acoplarse directamente a la red por medio de un equipo simple. Tan slo las extremidades de losdevanados del estator sobresalen de la placa de bornes. Dado que el fabricante determina de manera definitiva las caractersticas del rotor, los distintosprocesos de arranque consisten principalmente en hacer variar la tensin en los bornes del estator. En este tipo de motores, cuya frecuencia esconstante, la reduccin de la punta de corriente conlleva de manera automtica una fuerte reduccin del par de arranque.Para reducir las corrientes en el momento de la puesta en marcha de un motor asncrono se emplean mtodos especiales de arranque, segn que lamaquina tenga su rotor en forma de jaula de ardilla o bobinado (con anillos).Arranque de motores asincrnicos con rotor en jaula de ardillaLos motores de corriente alterna con rotor en jaula de ardilla se pueden poner en marcha mediante los mtodos de arranque directo o a tensinreducida.En ambos casos, la corriente de arranque generalmente resulta mayor que la nominal, produciendo las perturbaciones comentadas en la red dedistribucin. Estos inconvenientes no son tan importantes en motores pequeos, que habitualmente pueden arrancar a tensin nominal. La mximacada de tensin en la red no debe superar el 15% durante el arranque. Los circuitos con motores deben contar con interruptores que corten todas las fases o polos simultneamente y con protecciones que cortenautomticamente cuando la corriente adquiera valores peligrosos.En los motores trifsicos debe colocarse una proteccin automtica adicional que corte el circuito cuando falte una fase o la tensin baje de un valordeterminado.Arranque directoEste mtodo de arranque es el ms sencillo y se emplea en motores de pequea potencia (o en motores grandes si estn conectados a una red elctricaindependiente de tal manera que su corriente de arranque no afecte a otros consumidores). Consiste en arrancar el motor conectndolo a su tensinasignada. Este mtodo se emplea nicamente en maquinas de una potencia inferior a 5Kw.Un motor arranca en forma directa cuando a sus bornes se aplica directamente la tensin nominal a la que debe trabajar.Si el motor arranca a plena carga, el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las lneas de


Si el motor arranca a plena carga, el bobinado tiende a absorber una cantidad de corriente muy superior a la nominal, lo que hace que las lneas dealimentacin incrementen considerablemente su carga y como consecuencia directa se reduzca la cada de tensin. La intensidad de corriente durantela fase de arranque puede tomar valores entre 6 a 8 veces mayores que la corriente nominal del motor. Su ventaja principal es el elevado par dearranque, que es 1.5 veces el nominal.

Siempre que sea posible conviene arrancar los motores a plena tensin por el gran par de arranque que se obtiene, pero si se tuvieran muchos motoresde media y gran potencia que paran y arrancan en forma intermitente, se tendr un gran problema de perturbaciones en la red elctrica.Por lo tanto, de existir algn inconveniente, se debe recurrir a alguno de los mtodos de arranque por tensin reducida.Arranque a tensin reducidaExisten varios procedimientos de arranque que consisten en alimentar al motor con una tensin inferior a la asignada en el momento del arranque paradespus, cuando el rotor ya est girando, irla aumentando hasta alcanzar su valor asignado. De esta manera, al tener en el arranque una tensin inferiora la asignada la corriente de arranque disminuye, pero tambin el par de arranque. Esto hay que tenerlo en cuenta y comprobar que el par de arranquedel motor a tensin reducida es suficientemente grande como para que se cumpla la condicin de arranque. Por esta razn, estos procedimientos dearranque slo se pueden utilizar si el motor se arranca sin carga o con cargas mecnicas que no ejerzan un par resistente elevado a bajas velocidades.Para conseguir reducir la tensin durante el arranque se pueden emplear varios mtodos: un autotransformador, un arrancador electrnico, conectarimpedancias en serie con el estator. En los motores trifsicos uno de los ms empleados es el arranque estrella-tringulo.


Curvas par-velocidad a tensinasignada y a tensin reducida(arranque estrella-tringulo) Curvas par-velocidad a tensinasignada y a tensin reducida(arranque estrella-tringulo)Arranque por autotransformadorConsiste en intercalar un autotransformador entre la red y el motor, de tal forma que la tensin aplicada en el arranque sea solo una fraccin de laasignada. El proceso puede realizarse en dos o tres escalones y con tensiones no inferiores al 40, 60 y 75% de la tensin de la lnea.Se aplica a motores cuya potencia nominal es mayor que 5Kw. El autotransformador de arranque es un dispositivo similar al estrella-triangulo, salvopor el hecho de que la tensin reducida en el arranque se logra mediante bobinas auxiliares que permiten aumentar la tensin en forma escalonada,permitiendo un arranque suave.Su nico inconveniente es que las conmutaciones de las etapas se realizan bruscamente, produciendo en algunas ocasiones daos perjudiciales alsistema mecnico o a la maquina accionada. Por ejemplo, desgaste prematuro en los acoplamientos (correas, cadenas, engranajes o embragues deacoplamiento) o en casos extremos roturas por fatiga del eje o rodamientos del motor, producido por los grandes esfuerzos realizados en el momentode arranque.Este mtodo de arranque es posible solo en los casos cuando el par de frenado durante el arranque no es grande. De lo contrario el motor no podriniciar la marcha.


Una variante menos usada es la conexin Kusa, en la que durante el proceso de arranque se intercala una resistencia en uno de los conductores delnea.Es decir, que la corriente de arranque depende de la tensin de alimentacin del motor. Si disminuimos la tensin de alimentacin en el momento delarranque, reduciremos la corriente de arranque. Una vez que el motor alcance una determinada velocidad, con s

El arranque estrella-tringulo es el procedimiento ms empleado para el arranque a tensin reducida debido a que su construccin es simple, su precioes reducido y tiene una buena confiabilidad.En este caso el arranque se realiza con el motor conectado en estrella. Cuando el motor ha adquirido cierta velocidad se conmutan las conexiones y selo conecta en tringulo para que pase a funcionar con su tensin asignada.

La regulacin del mismo debe hacerse a un valor que resulta de multiplicar la corriente de lnea por 0,58. La proteccin del circuito ms adecuadatambin es el fusible.Algunas indicaciones que se deben tener en cuenta sobre el punto de conmutacin son: el pico de corriente que toma el motor al conectar a plenatensin (etapa de tringulo) debe ser el menor posible; por ello, la conmutacin debe efectuarse cuando el motor est cercano a su velocidad nominal(95% de la misma), es decir cuando la corriente de arranque baje prcticamente a su valor normal en la etapa de estrella.Asimismo, el rel de tiempo debe ajustarse para conmutar en este momento, no antes ni mucho despus. Habitualmente, un arranque normal puededurar hasta 10 segundos, si supera los 12 segundos se debe consultar al proveedor del equipo. Si no se cumple con lo anterior, el pico de corriente quese produce al pasar a la etapa de tringulo es muy alto, perjudicando a los contactos, al motor y a la mquina accionada. El efecto es similar al de unarranque directo.


La operacin se realiza en la actualidad con automatismos de contactores, con un circuito de fuerza y otro con mando o control; se requiere trescontactores, uno denominado principal, para la alimentacin de los principios de la bobina de los devanados del motor; otro un contactor que seencarga de realizar la conexin al devanado en estrella, y el tercero ejecuta la conexin triangulo; adems se necesita de un rel de tiempo para ajustarel momento en que se pasa de la conexin estrella a la conexin triangulo.Arranque de motores asincrnicos por dispositivos electrnicosLos arrancadores electrnicos son una mejor solucin que los autotransformadores gracias a la posibilidad de su arranque suave, permitiendo unaumento en la vida til de todas las partes involucradas.Los mismos consisten bsicamente en un convertidor esttico alterna-continua-alterna alterna-alterna, generalmente de tiristores, que permiten elarranque de motores de corriente alterna con aplicacin progresiva de tensin, con la consiguiente limitacin de corriente y par de arranque. Enalgunos modelos tambin se vara la frecuencia aplicada. Al iniciar el arranque, los tiristores dejan pasar la corriente que alimenta el motor segn laprogramacin realizada en el circuito de maniobra, que ir aumentando hasta alcanzar los valores nominales de la tensin de servicio.La posibilidad de arranque progresivo, tambin se puede utilizar para detener el motor, de manera que vaya reduciendo la tensin hasta el momento dela detencin.Estos arrancadores ofrecen seleccin de parada suave, evitando por ejemplo, los dainos golpes de ariete en las caeras durante la parada de lasbombas; y detencin por inyeccin de corriente contina para la parada ms rpida de las masas en movimiento.Adems poseen protecciones por asimetra, contra sobre temperatura y sobrecarga, contra falla de tiristores, vigilancia del tiempo de arranque conlimitacin de la corriente, control de servicio con inversin de marcha, optimizacin del factor de potencia a carga parcial, maximizando el ahorro deenerga durante el proceso y permiten un ahorro en el mantenimiento por ausencia de partes en movimiento que sufran desgastes.


Arranque de los motores asncronos con rotor bobinadoEn los motores de rotor devanado o con anillos se puede reducir la corriente de arranque introduciendo una resistencia adicional en cada una de lasfases del rotor. La operacin se realiza con la ayuda de un restato trifsico.En el arranque se introduce toda la resistencia adicional (posicin 1), de esta forma aumenta la impedancia de la maquina y se reduce la corrienteinicial; conforme al motor inicia su marcha, se va eliminando la resistencia del restato pasando el mando mvil a las posiciones 2,3 y 4, que conformanuna serie de contactos o plots, en la ltima parte queda cortocircuitado el rotor y finaliza la operacin de arranque.En esta situacin, para reducir las perdidas mecnicas del motor y tambin el desgaste de anillos y escobillas, estas maquinas llevan a menudodispositivos para levantar las escobillas y poner en cortocircuito los anillos. Hoy da esta operacin de arranque se realiza automticamente pormediacin de contactores y rels de tiempo que van eliminando secuencialmente las resistencias adicionales.Este mtodo de arranque slo se puede aplicar a motores de rotor devanado. Como se comprueba fcilmente, al introducir unaresistencia adicional en el devanado del rotor, se disminuye la corriente de arranque con relacin a la corriente absorbida por el mtodo de arranquedirecto.

Diferentes mtodos de regulacin de velocidad de los motores asncronosDe las frmulas de la velocidad de sincronismo y del deslizamiento se deduce que:

Esto indica que se puede regular la velocidad de un motor asncrono modificando su nmero de polos, la frecuencia del estator o el deslizamiento.PDF creado por htmlapdf.com a travs de la Interfaz de programacin

Regulacin por variacin de nmero de polosLa regulacin por variacin del nmero de polos nicamente permite alcanzar unos pocos valores de velocidad diferentes, ya que el nmero de pares depolos p slo puede adoptar valores enteros y, en consecuencia, no se puede variar de forma continua. Se utiliza en mquinas de jaula de ardilla que en elestator disponen, bien de dos devanados independientes, cada uno de ellos con un nmero de polos diferente; o bien de un devanado especial queadmite diferentes formas de conexin para modificar su nmero de polos.En este caso, cada fase del devanado consta de dos partes iguales, que pueden ponerse en serie o en paralelo, dando lugar a una reduccin de pares depolos a la mitad del original, aumentando en consecuencia la velocidad del rotor a prcticamente el doble.

En la fig. 4.38 se muestra el procedimiento adecuado utilizado. En a) se muestra el devanado formado por 4 polos, estando las bobinas conectadas enserie. En b) se muestra el devanado formado por 2 polos, con bobinas conectadas en paralelo; se observa en este caso que la corriente en la bobina cd hasufrido una inversin.Regulacin por variacin de frecuenciaLa regulacin por variacin de la frecuencia consiste en variar la frecuencia f1 de las corrientes del estator con lo que se modifica la velocidad desincronismo n1 de la mquina. Para ello se alimenta el estator a travs de un variador de frecuencias.La preferencia actual por la regulacin a frecuencia variable se debe a la posibilidad de utilizar el sencillo y robusto motor de jaula de ardilla; cuyomantenimiento es mucho ms fcil que el de un motor de contactos deslizantes, lo que resulta muy importante en mquinas que operan bajocondiciones ambientales difciles.Adems este tipo de motor elctrico resulta ms econmico y compacto que los restantes. Asimismo, este mtodo permite transformar fcilmente unequipo de velocidad fija en un accionamiento de velocidad variable, sin realizar grandes modificaciones.


Con este tipo de regulacin se puede obtener un amplio control de velocidades, con el mximo par disponible en todas las frecuencias con un elevadorendimiento.Este sistema permite variar la velocidad de forma continua entre un amplio margen de velocidades. Para frecuencias f1 por debajo de la asignadainteresa variar la tensin V1 del estator en funcin de la frecuencia de forma que el flujo por polo sea el mismo para todas las frecuencias. De estamanera se consigue que para todas las frecuencias el par que suministra la mquina a la corriente asignada sea el mismo (el par asignado) y que tambina todas las frecuencias el par mximo sea el mismo.Para frecuencias f1 por encima de la asignada no se puede mantener el flujo por poloconstante porque entonces la f.e.m. E1 sera mayor que encondiciones asignadas lo que conllevara que la tensin en el estator fuera superior a la asignada. Por lo tanto, para frecuencias por encima de laasignada se mantiene el valor eficaz de las tensiones del estator igual al asignado.

Regulacin de la velocidadpor variacin de lafrecuencia f1 manteniendo elflujo por polo ?M constante


Regulacin por variacin del deslizamientoEl deslizamiento S vara con la carga, pero la variacin de la carga no proporciona un mtodo prctico de control de la velocidad. Sin embargo, esposible cambiar la caracterstica par/velocidad de varias maneras, de modo que para cada par de carga se necesita un valor de s distinto. Estos mtodos proporcionan una mala utilizacin de la potencia y capacidad del motor, pero el control suele ser sencillo y justificable en algunasaplicaciones. En el caso de variacin de la tensin se pueden utilizar tiristores conectados en serie con el estator para interrumpir el paso de la corrientedurante una fraccin del perodo (control de fase) o en algunos perodos completos (encendido alternado), reducindose as la tensin media aplicada. El control de fase produce armnicos de orden elevado, mientras que el encendido intermitente puede generar subarmnicos que podran entrar enresonancia con el sistema mecnico. La regulacin permite disminuir la velocidad nominal y la utilizacin ptima del motor se produce en caso deregulacin a par constante.La gama de regulacin no es constante y resulta muy sensible a las variaciones de la carga. Asimismo, el inconveniente de este sistema de variacin esten las grandes prdidas de energa. La modificacin de la resistencia rotrica puede verse como un caso especial de inyeccin de una tensin al rotor,pues se crea una cada de tensin en la resistencia agregada externamente. Si se sustituye la resistencia por un elemento activo, la energa no se desperdicia y se puede alcanzar velocidades supersincrnicas y corregir el factorde potencia. De esta manera, inyectando una tensin secundaria de frecuencia de resbalamiento y con un ngulo de fase determinado se puede variar eldeslizamiento resultante e introducir una componente reactiva adecuada.Un mtodo para lograr esto consiste en acoplar mecnicamente un segundo motor asincrnico y alimentarlo de los anillos rozantes del primero(control en cascada), otro es utilizar un convertidor de frecuencia de colector y un tercero es emplear un motor polifsico de induccin a colector conrotor alimentado (motor Schrge). Dado que estos mtodos en la actualidad slo tienen un inters meramente acadmico no sern desarrollados.Regulacin por impulsosLa regulacin por impulsos de la velocidad generalmente se aplica en motores de pequea potencia, y bsicamente consiste en provocar variacionesperidicas y de corta duracin de los parmetros del motor, de tal manera y a una frecuencia tal, que la velocidad requerida se obtiene como unavelocidad promedio de las aceleraciones y desaceleraciones producidas durante el ciclo completo de variacin de los parmetros. Estas variacionespueden realizarse mediante contactores o tiristores que conectan y desconectan la alimentacin de los distintos arrollamientos, cortocircuitanalternativamente ciertas impedancias o invierten peridicamente la polaridad del suministro.Variadores de velocidad electrnicosLas principales funciones de los variadores de velocidad electrnicos son los siguientes:

Aceleracin controladaLa aceleracin del motor se controla mediante una rampa de aceleracin lineal o en S. Generalmente, esta rampa es controlable y permite por tantoelegir el tiempo de aceleracin adecuado para la aplicacin.

Variacin de velocidadUn variador de velocidad no puede ser al mismo tiempo un regulador. En este caso, es un sistema, rudimentario, que posee un mando controladomediante las magnitudes elctricas del motor con amplificacin de potencia, pero sin bucle de realimentacin: es lo que se llama en bucle abierto.La velocidad del motor se define mediante un valor de entrada (tensin o corriente) llamado consigna o referencia.


Para un valor dado de la consigna, esta velocidad puede variar en funcin de las perturbaciones (variaciones de la tensin de alimentacin, de la carga,de la temperatura). El margen de velocidad se expresa en funcin de la velocidad nominal.

Regulacin de la velocidadUn regulador de velocidad es un dispositivo controlado. Posee un sistema de mando con amplificacin de potencia y un bucle de alimentacin: sedenomina, bucle abierto.La velocidad del motor se define mediante una consigna o referencia. El valor de la consigna se compara permanentemente con la seal dealimentacin, imagen de la velocidad del motor. Esta seal la suministra un generador tacomtrico o un generador de impulsos colocado en un extremodel eje del motor.Si se detecta una desviacin como consecuencia de una variacin de velocidad, las magnitudes aplicadas al motor (tensin y/o frecuencia) se corrigenautomticamente para volver a llevar la velocidad a su valor inicial.Gracias a la regulacin, la velocidad es prcticamente insensible a las perturbaciones.La precisin de un regulador se expresa generalmente en % del valor nominal de la magnitud a regular.

Deceleracin controladaCuando se desconecta un motor, su deceleracin se debe nicamente al par resistente de la mquina (deceleracin natural). Los arrancadores yvariadores electrnicos permiten controlar la deceleracin mediante una rampa lineal o en S, generalmente independiente de la rampa deaceleracin.Esta rampa puede ajustarse de manera que se consiga un tiempo para pasar de la velocidad de rgimen fijada a una velocidad intermediaria o nula:- Si la deceleracin deseada es ms rpida que la natural, el motor debe de desarrollar un par resistente que se debe de sumar al par resistente de lamquina; se habla entonces de frenado elctrico, que puede efectuarse reenviando energa a la red de alimentacin, o disipndola en una resistencia defrenado.


- Si la deceleracin deseada es ms lenta que la natural, el motor debe desarrollar un par motor superior al par resistente de la mquina y continuararrastrando la carga hasta su parada.

Inversin del sentido de marchaLa mayora de los variadores actuales tienen implementada esta funcin. La inversin de la secuencia de fases de alimentacin del motor se realizaautomticamente o por inversin de la consigna de entrada, o por una orden lgica en un borne, o por la informacin transmitida a mediante una red.

FrenadoEste frenado consiste en parar un motor pero sin controlar la rampa de desaceleracin. Con los arrancadores y variadores de velocidad para motoresasncronos, esta funcin se realiza de forma econmica inyectando una corriente continua en el motor, haciendo funcionar de forma especial la etapade potencia. Toda la energa mecnica se disipa en el rotor de la mquina y, por tanto, este frenado slo puede ser intermitente.En el caso de un variador para motor de corriente continua, esta funcin se realiza conectando una resistencia en bornes del inducido.funcionamiento y circuito ELCTRICO equivalente del motor ASINCRNICO monofsicoEl motor asncrono monofsicoLos motores monofsicos, como su propio nombre indica son motores con un solo devanado en el estator, que es el devanado inductor, tampoco enestos existe conexin fsica entre el rotor y el estator, ya que se encuentran separadas uniformemente (entrehierro).Prcticamente todas las realizaciones de este tipo de motores son con el rotor en jaula de ardilla. Suelen tener potencias menores de 1KW, aunque haynotables excepciones como los motores de los aires acondicionados con potencias superiores a 10KW.Se pueden alimentar entre una fase y el neutro o entre dos fases. No presentan los problemas de excesiva corriente de arranque como en el caso de losmotores trifsicos de gran potencia, debido a su pequea potencia, por tanto todos ellos utilizan el arranque directo. La denominacin "motor pequeo"se aplica a motores de potencia inferior a un caballo de fuerza, es decir, menor a un HP. Tambin es llamado motor de potencia fraccional y casi latotalidad de los motores monofsicos son de potencia fraccional.Aun cuando, se fabrican en potencias enteras normalizadas: 1.5, 2.5, 5, 7.5 y 10 HP tanto para tensiones de 115, 230 e incluso 440 volt para laspotencias de 7.5 y 10 HP.El motor monofsico de induccin es netamente inferior al motor de induccin trifsico. Para iguales pesos, su potencia bordea solo el 60% de la delmotor de induccin trifsico; tiene un factor de potencia ms bajo y menor rendimiento.Comparado con el trifsico:

Ms ruidosoMenor rendimientoMenor cos fNo tiene par de arranque

Consta de:Una sola bobina


Rotor tipo jaula de ardillaEl motor asincrnico monofsico presenta los siguientes inconvenientes:Se caracterizan por sufrir vibraciones debido a que la potencia instantnea absorbida por cargas monofsicas es pulsante de frecuencia doble que la dela red de alimentacin.No arrancan solos, debido a que el par de arranque es cero. Para explicar esta ltima afirmacin recordemos la expresin general del campo magnticoen el entrehierro generado por una corriente monofsica.

Algunas aplicaciones del motor asncrono monofsicoSe utilizan fundamentalmente en electrodomsticos, bombas y ventiladores de pequea potencia, pequeas mquinas-herramientas, en losmencionados equipos de aire acondicionado, etc.


Este tambin se utiliza en aplicaciones de baja potencia ( de hasta 1CV).Principio de funcionamiento del motor asncrono monofsico.Este tipo de motor una vez conectado no gira, necesita un movimiento inicial para salir del punto de inestabilidad.El motor monofsico de induccin una vez que comienza a girar el rotor se producir en este un momento inducido. Existen dos teoras bsicas queexplican por qu se produce momento en el rotor cuando este comienza a girar. La teora del doble campo giratorio de los motores de induccinmonofsicos y la teora de campo cruzado de dicho motores. Ambas explicadas a continuacin.Teora del doble campo giratorio

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