7.11. Ventajas de los motores de inducción
La única alimentación eléctrica que reciben se hace a través de la línea trifásica que alimenta al devanado estatórico. NO HAY ESCOBILLAS O ELEMENTOS ROZANTES.
El rotor de jaula es muy robusto ya que no incluye sistema aislante. Tienen par de arranque. No tienen problemas de estabilidad ante variaciones bruscas de la carga.
VENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSVENTAJAS DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS
Aumento delpar de carga
Reducción de lavelocidad de giro
MayorFEM
Mayor corrienterotor
Mayor par motor
Estabilidad
7.11. Inconvenientes de los motores de inducción
La corriente de arranque es mucho mayor que la corriente de funcionamiento nominal. Entre 3 y 6 veces mayor. En mucho casos es necesario disponer procedimientos especiales de limitación de la corriente de arranque.
La variación de su velocidad implica la variación de la frecuen-cia de la alimentación: es necesario disponer de un convertidor electrónico que convierta la tensión de red en una tensión de frecuencia variable.
INCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOSINCONVENIENTES DE LOS MOTORES ASÍNCRONOS
EQUIPORECTIFICADOR
TRIFÁSICO
EQUIPOINVERSORTRIFÁSICO
SISTEMADE
FILTRADO
3 FASES50 Hz
3 FASESf VARIABLE
BUS DECC
ONDA ESCALONADADE f VARIABLE
7.12. Deslizamiento en las máquinas asíncronas
100
S
mS(%)S
100
S
mS(%)S
SS
S
mSm N)S(N)
NNN
(N
11 SSS
mSm N)S(N)
NNN
(N
11
Sm )S( 1 Sm )S( 1
Velocidad mecánica del rotor
mSdes NNN mSdes NNN
Pf
NS
60P
fNS
60
Velocidad de deslizamiento
100100
S
mS
S
des
NNN
NN
(%)S 100100
S
mS
S
des
NNN
NN
(%)S
Deslizamiento
S=0 Velocidad de sincronismoS=1 Rotor parado
LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES MUY BAJOS DE S:
S<5%
LOS MOTORES DE INDUCCIÓN TRABAJAN SIEMPRE CON VALORES MUY BAJOS DE S:
S<5%
7.13. Frecuencia en el rotor de las máquinas asíncronas I
Frecuencia FEM inducida
en el rotor
En el límite:S1; Nm 0
En el límite:S0; Nm Ns
frotor festator frotor0
Aumento frecuencia inducida rotor
Disminución frecuencia inducida rotor
> velocidad relativa campo respecto rotor
< velocidad relativa campo respecto rotor
Aumentovelocidad giro
Reducción velocidad giro
La misma que la velocidad relativa del campo respecto al rotor (S)
7.13. Frecuencia en el rotor de las máquinas asíncronas II
GIRO EN VACÍO: Nm NS frotor0
ROTOR BLOQUEADO:
Nm=0 frotor festator estatorrotor fSf estatorrotor fSf
Para cualquier velocidad entre 0 y NS
Pf
N estatorS
60Pf
N estatorS
60estator
S
Srotor f
NNmN
f
estatorS
Srotor f
NNmN
f
60
NmNPf S
rotor
60
NmNPf S
rotor
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona I
111 EIjXRU Ss 111 EIjXRU Ss
Xs Rs
U1 E1
I1
Xs Rs
U1 E1
I1
CIRCUITO EQUIVALENTEDEL ESTATOR PARA
CUALQUIER VELOCIDADDE GIRO
ALIMENTADO A f1
frecuencia de red
ALIMENTADO A f1
frecuencia de red
Reactanciadispersiónestator
Resistenciaestator
Reactanciamagnetizante estator
EQUIVALENTEPOR FASE
CIRCUITO EQUIVALENTE ROTOR CON LA MÁQUINA BLOQUEADA
ALIMENTADO A f1
frecuencia de red
ALIMENTADO A f1
frecuencia de red
XR RR
E2
IRbloq
XR RR
E2
IRbloq
Reactanciadispersiónrotor
Resistenciarotor
Reactanciamagnetizante rotor
EQUIVALENTEPOR FASE
CON ROTOR BLO-
QUEADO: frotor=festator
CON ROTOR BLO-
QUEADO: frotor=festator
bloqRRR IjXRE 2 bloqRRR IjXRE 2
LA FEM INDUCIDA EN EL ROTOR ES
PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD DEL CAMPO
RESPECTO AL ROTOR (S)
LA FEM INDUCIDA EN EL ROTOR ES
PROPORCIONAL A LA VELOCIDAD DEL CAMPO
RESPECTO AL ROTOR (S)
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona II
Con el rotor bloqueado se induce E2
Con el rotor bloqueado se induce E2
En vacío se induce 0
En vacío se induce 0
A una velocidad en-tre 0 y NS, es decir a un des-
lizamiento S
A una velocidad en-tre 0 y NS, es decir a un des-
lizamiento S
SE INDUCE:
S*E2
SE INDUCE:
S*E2
La FEM inducida en el rotor para una velocidad cualquiera N (corres-pondiente a
un deslizamiento S)
La FEM inducida en el rotor para una velocidad cualquiera N (corres-pondiente a
un deslizamiento S) S*E2
S*XR RR
S*E2
IR
S*XR RR
S*E2
IR Reactanciadispersiónrotor
Resistenciarotor
ALIMENTADO A: f2=S*f1
ALIMENTADO A: f2=S*f1
Circuito equivalente para el rotor con deslizamiento S
LA RESISTENCIA ROTÓRICA
RR NO VARÍA CON LA FRECUENCIA
Y, POR TANTO, TAMPOCO CON S
LA RESISTENCIA ROTÓRICA
RR NO VARÍA CON LA FRECUENCIA
Y, POR TANTO, TAMPOCO CON S
LA REACTANCIA XR VARÍA CON S:
CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES S, XR PASA
SER S*XR
LA REACTANCIA XR VARÍA CON S:
CUANDO EL DESLIZAMIENTO ES S, XR PASA
SER S*XR
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona III
sRRR ISjXRES 2 sRRR ISjXRES 2
RRRR
Rs
jXS
RE
jXRES
I
22
RRRR
Rs
jXS
RE
jXRES
I
22
Se puede obtener la misma corriente en el mismo
circuito alimentado a f1 con sólo cambiar RR por RR/S
Se puede obtener la misma corriente en el mismo
circuito alimentado a f1 con sólo cambiar RR por RR/S
ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO
CON LA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA
RESISTENCIA RR/S
ES POSIBLE OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE DE LA MÁQUINA ASÍNCRONA TRABAJANDO SÓLO
CON LA FRECUENCIA DEL ESTATOR. BASTA SIMULAR EL EFECTO DEL GIRO CON LA
RESISTENCIA RR/S
CIRCUITO EQ. ROTOR A DESLIZAMIENTO S
S*XR RR
S*E2
IR
S*XR RR
S*E2
IR Reactanciadispersiónrotor
Resistenciarotor
ALIMENTADO A: f2=S*f1
ALIMENTADO A: f2=S*f1
ALIMENTADO A: f1
ALIMENTADO A: f1
XR
E2
IR
SRR
XR
E2
IR
SRR
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona IV
PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATOR
PARA OBTENER EL CIRCUITO EQUIVALENTE COMPLETO SE UNIRÁN LOS CIRCUITOS EQUIVALENTES DE ROTOR Y ESTATOR
SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES “EQUIVALENTE” A UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación Transf.=rt)
SE PLANTEARÁ QUE LA MÁQUINA ASÍNCRONA ES “EQUIVALENTE” A UN TRANSFORMADOR (Estator=Primario, Rotor=Secundario Relación Transf.=rt)
SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator) SE REDUCIRÁ EL SECUNDARIO (Rotor) AL PRIMARIO (Estator)
Xs Rs
U1 E1
I1
XR’
E2’
IR’
S'RR
122 ErE'E t
Xs Rs
U1 E1
I1
XR’
E2’
IR’
S'RR
122 ErE'E t
Xs Rs
U1 E1
I1
XR’
E2’
IR’
S'RR
122 ErE'E t
Xs Rs
U1 E1
I1
XR’
E2’
IR’
S'RR
122 ErE'E t
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona V
COMO E1=E2’ SE PUEDEN UNIR EN CORTOCIRCUITO
COMO E1=E2’ SE PUEDEN UNIR EN CORTOCIRCUITO
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona VI
I0 0
I
Ife
I0 0
I
Ife
Componente magnetizanteComponente magnetizante
Componente de pérdidasComponente de pérdidas
XX
II
RfeRfe
IfeIfe
I0I0
Xs Rs
U1
I1
XR’IR’
S'RR
122 ErE'E t
Xs Rs
U1
I1
XR’IR’
S'RR
122 ErE'E t
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona VII
SS
'R'RS
'RRR
R 1
SS
'R'RS
'RRR
R 1 LA RESISTENCIA VARIABLE SE PUEDE DIVIDIR EN DOS
COMPONENTES
LA RESISTENCIA VARIABLE SE PUEDE DIVIDIR EN DOS
COMPONENTES
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
S'RR
X Rfe
IfeI
I0Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
S'RR
X Rfe
IfeI
I0
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona VIII
Tensiónde fase(Estator)
Resistencia cobre rotor
Reactancia dispersiónrotor
Resistencia potenciamecánicaentregada
Resistencia cobre estator
Reactancia dispersiónestator
Reactanciamagnetizante
Resistenciapérdidas hierro
Corrientede vacío
El circuito equivalente se planteapor fase y con conexión en estrella
Todos los elementos del circuito con ‘están referidos al estator
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
X Rfe
IfeI
I0RR’
SS
'RR1
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
X Rfe
IfeI
I0RR’
SS
'RR1
7.14. Circuito equivalente de la máquina asíncrona IX
Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la entrada es alta (0,8 aprox)
Con la carga nominal (S bajo) el circuito el factor de potencia a la entrada es alta (0,8 aprox)
En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 - 0,2 aprox
En vacío (S=0) la rama del rotor queda en circuito abierto: el circuito es principalmente inductivo fdp 0,1 - 0,2 aprox
Potencia entregadaPotencia entregada
En un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciable En un motor asíncrono la corriente de vacío no es despreciable
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
X Rfe
IfeI
I0RR’
SS
'RR1
Xs Rs
U1
I1
XR’ IR’
X Rfe
IfeI
I0RR’
SS
'RR1
(T. DE FASE)
CosCos
7.15. Cálculo de las pérdidas en la máquina asíncrona I
23 'IS
'RP R
Rg 23 'I
S'R
P RR
g
213 'I
SS
'RPPP RRrotcugmi
21
3 'ISS
'RPPP RRrotcugmi
jj××××== CosCosII3V3VPP111111
POTENCIA ABSORBIDA DE LA RED ELÉCTRICA
213 IRP SestCu 2
13 IRP SestCu PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ESTATOR (Cu)
fefe R
EP
213 fe
fe RE
P2
13 PÉRDIDAS EN EL HIERRO. SUELEN CONSIDERARSE CON-CENTRADAS EN EL ESTATOR. EN EL ROTOR LA f ES MUY BAJA
feestCug PPPP 1 feestCug PPPP 1 POTENCIA QUE ATRAVIESA EL ENTREHIERRO DE LA MÁQUINA
23 'I'RP RRRotCu 23 'I'RP RRRotCu PÉRDIDAS EN LOS CONDUCTORES DEL ROTOR (Cu)
La potencia que atraviesa el entrehierro es la que disipa en la
resistencia total de la rama del rotor (RR’/S)
La potencia que atraviesa el entrehierro es la que disipa en la
resistencia total de la rama del rotor (RR’/S)
POTENCIA MECÁNICA INTER-NA: ATRAVIESA EL ENTREHIE-RRO Y PRODUCE TRABAJO
Se disipa en la resis-tencia variable
7.15. Cálculo de las pérdidas en la máquina asíncrona II
gggrotcugmi PSPSPPPP 1 gggrotcugmi PSPSPPPP 1OTRA FORMA DE CALCULAR-LA A PARTIR DEL DESLIZA-MIENTO
esrotacional y mecánicas PérdidasPP miU esrotacional y mecánicas PérdidasPP miU
PAR INTERNO: EL PAR TOTAL DESARROLLADO INTERNA-MENTE POR LA MÁQUINA
Velocidad angular de giro del rotor
S
ggmii
PPSPT
1 S
ggmii
PPSPT
1
Velocidad angular de sincronismo
PAR ÚTIL: EL PAR QUE ES CAPAZ DE DESARROLLAR EL MOTOR EN EL EJE
U
UP
T
UU
PT
jXs Rs jXR’ IR’
S'RR
jX
A
B
U1
I1
+
jXs Rs jXR’ IR’
S'RR
jX
A
B
U1
I1
+
7.16. Cálculo del par de una máquina asíncrona I
CALCULANDO EL EQUIVALENTE
THEVENIN ENTRE A y B
CALCULANDO EL EQUIVALENTE
THEVENIN ENTRE A y B
Se puede despreciar Rfe
Se puede despreciar Rfe
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
XXjR
jXUV
SSth
1
XXjR
jXUV
SSth
1
XXjR
jXjXRZ
SS
SSth
XXjR
jXjXRZ
SS
SSth
7.16. Cálculo del par de una máquina asíncrona II
22
'XXS
'RR
V'I
RthR
th
thR
22
'XXS
'RR
V'I
RthR
th
thR
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’ IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+ 'XXj
S'R
R
V'I
RthR
th
thR
'XXjS
'RR
V'I
RthR
th
thR
22
2
23
3
'XXS
'RR
S'R
V'I
S'R
P
RthR
th
Rth
RR
g
22
2
23
3
'XXS
'RR
S'R
V'I
S'R
P
RthR
th
Rth
RR
g
)S(fTi )S(fTi 2
2
2
3
'XXS
'RR
S
'RVP
T
RthR
th
Rth
SS
gi
22
2
3
'XXS
'RR
S
'RVP
T
RthR
th
Rth
SS
gi
7. 17. Curvas de respuesta mecánica par - velocidad I
1 Deslizamiento S
Par
Par deArranque
Par máximo
Par Nominal
0
Velocidad desincronismo
Motor GeneradorFrenoS>1S>1 0<S<10<S<1 S<0S<0
Zona de funcionamiento estable como motor
Zona de funcionamiento estable como motor
)S(fTi )S(fTi 221 ,
TT
nom
arr 221 ,TT
nom
arr
7281 ,,TT
nom
max 7281 ,,TT
nom
max
7. 17. Curvas de respuesta mecánica par - velocidad II
La característica mecánica de los motores de inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena carga
La característica mecánica de los motores de inducción es prácticamente lineal entre vacío y plena carga
El par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal El par máximo suele ser de 2 a 3 veces el nominal
El par de arranque tiene que ser superior al nominal para permitir que el motor se ponga en marcha
El par de arranque tiene que ser superior al nominal para permitir que el motor se ponga en marcha
Para un determinado deslizamiento el par varía con el cuadrado de la tensión
Para un determinado deslizamiento el par varía con el cuadrado de la tensión
7.17. Curvas de respuesta mecánica par - velocidad III
Banda de dispersiónBanda de dispersión
Catálogos comerciales
7.17. Curvas de respuesta mecánica par - velocidad IV
Catálogos comerciales
7.18. Par máximo de un motor de inducción I
jXth Rth jXR’
IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
jXth Rth jXR’
IR’
S'RR
A
B
Vth
I1
+
El par será máximo cuando Pg sea
máxima, es decir cuando se transfiera a
RR’/S la máxima potencia
El par será máximo cuando Pg sea
máxima, es decir cuando se transfiera a
RR’/S la máxima potencia
22 'XXRS
'RRthth
R 22 'XXRS
'RRthth
R TEOREMA
TRANSFERENCIA MÁX. POT
TEOREMA TRANSFERENCIA
MÁX. POT
22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
7.18. Par máximo de un motor de inducción II
Resistencia rotórica creciente
STMAX1STMAX2STMAX3
Par
S
22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
22 'XXR
'RS
Rthth
RTMAX
EL deslizamiento al que se produce el par máximo SÍ
DEPENDE DE RR’
EL deslizamiento al que se produce el par máximo SÍ
DEPENDE DE RR’
Esta propiedad se usa para el arran-que mediante inserción de resisten-cias en
máquinas de rotor bobinado
Esta propiedad se usa para el arran-que mediante inserción de resisten-cias en
máquinas de rotor bobinado
El par máximo NO depende de la
resistencia rotórica RR’
El par máximo NO depende de la
resistencia rotórica RR’
22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
22
2
2
3
'XXRR
VT
RthththS
thmax
7.19. Ensayo de rotor libre
SS-1
'R :0S Si R
SS-1
'R :0S Si R
Xs Rs
U1
I0
XR’
X Rfe
Ife I
RR’ Xs Rs
U1
I0
XR’
X Rfe
Ife I
RR’
En vacío S0:
Al no circular corriente por RR’ puede considerarse que en este ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estator
Al no circular corriente por RR’ puede considerarse que en este ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estator
00
3I
V
Z
Línea
0
03
I
V
Z
Línea
20
00
3 I
PR
XXRZX s2
02
00 XXRZX s2
02
00
I0(t)I0(t)
Motor girando sin cargaMotor girando sin carga
Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:
W1
W2
A
U1(t)U1(t)+
+
+
V y f nominalesV y f nominales
Z0
Impedancia por fase del
motor
Impedancia por fase del
motor000 jXRZ 000 jXRZ
femecestcu PPPWWP 210 femecestcu PPPWWP 210
7.20. Ensayo de rotor bloqueado I
I1n(t)I1n(t)
Rotor bloqueadoRotor bloqueado
Condiciones ensayo:Condiciones ensayo:
W1
W2
AUcc(t)Ucc(t)
+
+
+
V reducida e I nominalV reducida e I nominal
V
El ensayo se realiza subiendo gradualmente la tensión de ali-
mentación hasta que la corrien-te circulante sea la nominal
El ensayo se realiza subiendo gradualmente la tensión de ali-
mentación hasta que la corrien-te circulante sea la nominal
3ccU3ccU
Xs Rs
I1n
XR’ RR’ Xs Rs
I1n
XR’ RR’
Se puede despreciar la rama paralelo
Se puede despreciar la rama paralelo
Tensión de ensayomuy reducida
Tensión de ensayomuy reducida
Corriente por Xdespreciable
Corriente por Xdespreciable
Muy pocas pérdidas FeMuy pocas pérdidas Fe Rfe despreciableRfe despreciable
Zcc
cccccc jXRZ cccccc jXRZ
'RRR Rscc 'RRR Rscc
'XXX Rscc 'XXX Rscc Se elimina
rama paraleloSe elimina
rama paralelo
7.20. Ensayo de rotor bloqueado II Xs Rs
I1n
XR’ RR’ Xs Rs
I1n
XR’ RR’
3ccU3ccU
Se puede despreciar la rama paralelo
Se puede despreciar la rama paralelo
Zcc
rotcuestcucc PPWWP 21 rotcuestcucc PPWWP 21
n
cc
cc I
U
Z1
3n
cc
cc I
U
Z1
32
13 n
cccc
I
PR
2
13 n
cccc
I
PR
CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTECÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTE
'XX,'X RSR 60 'XX,'X RSR 60
'XX,'X RSR 70 'XX,'X RSR 70
'XX RS 'XX RS 'XX,X RSS 40 'XX,X RSS 40
'XX,X RSS 30 'XX,X RSS 30
'XX RS 'XX RS
XS y XR’ XS y XR’ Regla empírica según tipo de motorRegla empírica según tipo de motor
MOTOR CLASE A:MOTOR CLASE A:
MOTOR CLASE B:MOTOR CLASE B:
MOTOR CLASE C:MOTOR CLASE C:
MOTOR CLASE D:MOTOR CLASE D:
RS Se obtiene por medición directa sobre los devanados del estator
RS Se obtiene por medición directa sobre los devanados del estator
CÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTECÁLCULO PARÁMETROS CIRCUITO EQUIVALENTE
7.20. Ensayo de rotor bloqueado III
SXXX 0 SXXX 0XX
Después de aplicar la Regla empírica anterior para obtener las reactancias de rotor y estator
se aplica el resultado del ensayo de vacío
Después de aplicar la Regla empírica anterior para obtener las reactancias de rotor y estator
se aplica el resultado del ensayo de vacío
RR’ Se obtiene restando a RCC (Ensayo de rotor bloqueado) el valor de RS (medición directa)Se obtiene restando a RCC (Ensayo de rotor
bloqueado) el valor de RS (medición directa) SccR RR'R SccR RR'R
Corriente absorbida en función de la velocidad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Cor
rien
te A
Corriente absorbida en función de la velocidad
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Cor
rien
te A
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos I
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Velocidad de sincronismoVelocidad de sincronismo
Corrientede vacío
Corrientede vacío
Corrientenominal
Corrientenominal
Potencia eléctrica absorbida en función de la velocidad
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Pot
enci
a W
Potencia eléctrica absorbida en función de la velocidad
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Pot
enci
a W
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos II
Velocidad de sincronismoVelocidad de sincronismo
Potencia eléctrica consumida plena
carga
Potencia eléctrica consumida plena
carga
Rendimiento en función de la velocidad
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Ren
dim
ient
o %
Rendimiento en función de la velocidad
0,000
0,100
0,200
0,300
0,400
0,500
0,600
0,700
0,800
0,900
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Ren
dim
ient
o %
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos III
Velocidad de sincronismoVelocidad de sincronismo
Rendimiento en vacío
Rendimiento en vacío
Rendimiento a plena cargaRendimiento a plena carga
Factor de potencia en función de la velocidad
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Fac
tor
de
po
ten
cia
Factor de potencia en función de la velocidad
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Fac
tor
de
po
ten
cia
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos IV
Velocidad de sincronismoVelocidad de sincronismo
fdp en vacío
fdp en vacío
fdp a plena cargafdp a plena carga
Característica mecánica en zona estable
0
10
20
30
40
50
60
70
80
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Par
(Nm
)
Característica mecánica en zona estable
0
10
20
30
40
50
60
70
80
945 950 955 960 965 970 975 980 985 990 995 1000
RPM
Par
(Nm
)
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos V
Velocidad de sincronismoVelocidad de sincronismo
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos VI
VELOCIDADES DE GIRO TÍPICAS Fuente: ABB – “Guide for selecting a motor”
NÚMERODE POLOS
VELOCIDADSINCRONISMO (RPM)
VELOCIDAD TÍPICAPLENA CARGA
2 3000 2900
4 1500 1440
6 1000 960
8 750 720
10 600 580
12 500 480
16 375 360
Evolución de la temperatura de los devanados desde el arranque hasta el
régimen permanente térmicoEvolución de la temperatura de los devanados desde el arranque hasta el
régimen permanente térmico
7.21. Características funcionales de los motores asíncronos VII
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Tª 114 ºC:Motor Clase F: Tª max= 155 ºC
Tª 114 ºC:Motor Clase F: Tª max= 155 ºC
7.22. Control de las características mecánicas de los motores de inducción mediante el diseño
del rotor I
Resistencia rotórica creciente
STMAX1STMAX2STMAX3
Par
S
EL RENDIMIENTO DEL MOTOR ES BAJOEL RENDIMIENTO DEL MOTOR ES BAJO
Si la resistencia rotórica es elevada el par de arranque del motor también lo es
Si la resistencia rotórica es elevada el par de arranque del motor también lo es
Si la resistencia rotórica es elevada el par máximo del motor aparece con
deslizamiento elevado
Si la resistencia rotórica es elevada el par máximo del motor aparece con
deslizamiento elevado
gmi PSP 1 gmi PSP 1
Si el deslizamiento es elevado la potencia mecánica interna es baja
Si el deslizamiento es elevado la potencia mecánica interna es baja
7.22. Control de las características mecánicas de los motores de inducción mediante el diseño
del rotor II
Motor con RR’ elevada
Motor con RR’ elevada
Motor con RR’ baja
Motor con RR’ baja
Buen par de arranqueBuen par de arranque
Bajo rendimientoBajo rendimientoBajo par de arranqueBajo par de arranque
Buen rendimientoBuen rendimiento SOLUCIÓNSOLUCIÓN
MOTOR DE ROTOR BOBINADO: VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA
ROTÓRICA
MOTOR DE ROTOR BOBINADO: VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA
ROTÓRICA
DISEÑO DE UN ROTOR CON CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
VARIABLES SEGÚN LA VELOCIDAD DE GIRO
DISEÑO DE UN ROTOR CON CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS
VARIABLES SEGÚN LA VELOCIDAD DE GIRO
Barras de pequeña sección
Alta resistencia, baja reactancia de
dispersión
Alta resistencia, baja reactancia de
dispersión
Barras de ranura profunda
Resistencia baja elevada reactancia de
dispersión
Resistencia baja elevada reactancia de
dispersión
Doble jaula
Combina las propiedades de las
dos anteriores
Combina las propiedades de las
dos anteriores
Pueden usarse dos tipos de material con diferente resistividad
7.22. Control de las características mecánicas de los motores de inducción mediante el diseño
del rotor II
La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la velocidad de giro de la
máquina
La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la velocidad de giro de la
máquina
A menor sección
mayor RR’
A menor sección
mayor RR’
7.22. Control de las características mecánicas de los motores de inducción mediante el diseño
del rotor IIIRanura
estatóricaRanura
estatórica
Circuito equivalente de una barra rotórica
Resistencia Reactancia dispersión
La reactancia de dispersión aumenta con la profundidad = que el flujo de
dispersión
La reactancia de dispersión aumenta con la profundidad = que el flujo de
dispersión
Flujo de dispersión: se concentra hacia el interior
Flujo de dispersión: se concentra hacia el interior
frotor ELEVADA
frotor ELEVADA
ARRANQUEARRANQUE S VALORES ELEVADOSS VALORES ELEVADOS
Reducción sección útil: aumento RR’
Reducción sección útil: aumento RR’
Aumento del par de
arranque
Aumento del par de
arranque
Efecto de la reactancia de dispersión
(2frotor*Ldispersión)MUY ACUSADO
Efecto de la reactancia de dispersión
(2frotor*Ldispersión)MUY ACUSADO
La corriente circula sólo por la parte más externa
de la barra
La corriente circula sólo por la parte más externa
de la barra
CONDICIONES NOMINALES
CONDICIONES NOMINALES
S VALORES BAJ0S
S VALORES BAJ0S
frotor BAJA
frotor BAJA
Mejora del rendimientoMejora del
rendimiento
Aumento sección util: Reducción RR’
y Par
Aumento sección util: Reducción RR’
y Par
La corriente circula por toda la sección de la barra
La corriente circula por toda la sección de la barra
Efecto de la reactancia de dispersión
(2frotor*Ldispersión)MUY POCO ACUSADO
Efecto de la reactancia de dispersión
(2frotor*Ldispersión)MUY POCO ACUSADO
DURANTE EL ARRANQUE CIRCULA UN 41,93% DE LA
CORRIENTE POR LA ZONA ROJA DE LA BARRA
DURANTE EL FUNCIONA-MIENTO EN CONDICIO-NES NOMINALES CIRCU-LA UN
24,35% DE LA CORRIENTE POR LA ZONA ROJA DE LA BARRA
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
41.93%
60.69%
Nº barra
A
Itotal Isup Iinf
0
100
200
300
400
500
600
700
800
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Itotal Isup Iinf
75.65%
24.35%
Nº barra
A
Simulación del efecto real
MOTOR SIMULADOFabricante: SIEMENSPotencia: 11 kWTensión: 380 VCorriente: 22 AVelocidad : 1450 RPMPolos: 4
MOTOR SIMULADOFabricante: SIEMENSPotencia: 11 kWTensión: 380 VCorriente: 22 AVelocidad : 1450 RPMPolos: 4
LÍNEAS DE CAMPO DURANTE EL ARRANQUE
LÍNEAS DE CAMPO EN FUNCIONA-MIENTO NOMINAL
Las líneas de campose concentran en la
superficie
Las líneas de campose concentran en la
superficie
Simulación del campo real durante un arranque
7.23. Clasificación de los motores según el tipo de rotor: Normas NEMA I
Clase BClase B
Clase AClase A
Clase CClase CClase DClase D
T/Tnom
S
1,5
2
2,5
3 Par de arranque bajo Par nominal con S<5% Corriente arranque elevada 5 – 8 In Rendimiento alto Uso en bombas, ventiladores,
máquina herramienta, etc, hasta 5,5 kW
Para potencias > 5,5 kW se usan sistemas de arranque para limitar la corriente
MOTOR CLASE A
Par arranque similar clase A Corriente arranque 25% < clase A Par nominal con S<5% Rendimiento Alto Aplicaciones similares al clase A pero
con < I arranque Son LOS MÁS UTILIZADOS
MOTOR CLASE B Par arranque elevado (2 veces Tnom
aprox.) Corriente de arranque baja Par nominal con S<5% Rendimiento Alto Aplicaciones que requieren alto par
de arranque Tmax < clase A
MOTOR CLASE C (Doble jaula)
Par arranque muy elevado (> 3 Tnom) Corriente de arranque baja Par nominal con S elevado (7 –17%) Rendimiento bajo Aplicación en accionamientos intermitentes que
requieren acelerar muy rápido
MOTOR CLASE D
7.23. Clasificación de los motores según el tipo de rotor: Normas NEMA II
7.24. Características mecánicas de las cargas más habituales de los motores de
inducción
Bombas centrífugas Compresores centrífugos Ventiladores y soplantes Centrifugadoras
TR=K*N2
Prensas Máquinas herramientas
TR=K*N
Máquinas elevación Cintas transportadoras Machacadoras y trituradoras Compresores y bombas de pistones
TR=K
Bobinadoras Máquinas fabricación chapa
TR=K/NTR=K
TR=K/ N
TR=K*NTR=K*N2
N
TR
TR=K
TR=K/ N
TR=K*NTR=K*N2
N
TR
7.25. El arranque de los motores asíncronos I
Arranque envacío
Arranque aplena carga
Corriente máximaCorriente máxima
Corriente máximaCorriente máxima
Corriente de vacío
tras alcanzar velocidad máxima
Corriente de vacío
tras alcanzar velocidad máxima
Corriente nominal
tras alcanzar velocidad máxima
Corriente nominal
tras alcanzar velocidad máxima
Duración del arranque
Duración del arranque
LA CORRIENTE MÁXIMA NO DE-PENDE DE LA
CARGA
LA CORRIENTE MÁXIMA NO DE-PENDE DE LA
CARGAFabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
Fabricante: EMODPotencia: 7,5 kWTensión: 380 VCorriente: 17 AVelocidad : 946 RPMPolos: 6
7.25. El arranque de los motores asíncronos II
El reglamento de BT establece límites para la corriente de arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es necesario disponer procedimientos
específicos para el arranque
El reglamento de BT establece límites para la corriente de arranque de los motores asíncronas. Por este motivo, es necesario disponer procedimientos
específicos para el arranque
Sólo válido en motores pequeños o en las centrales eléctricas
Sólo válido en motores de rotor bobinado y anillos rozantes
El método más barato y utilizado
Reducción de la tensión durante el arranque mediante autotrafo
Gobierno del motor durante el arranque por equipo electrónico
Métodos de arranque
Métodos de arranque
Arranque directo de la redArranque directo de la red
Arranque mediante inserción de resistencias en el rotor
Arranque mediante inserción de resistencias en el rotor
Arranque estrella – triánguloArranque estrella – triángulo
Arranque con autotransformadorArranque con autotransformador
Arranque con arrancadores estáticosArranque con arrancadores estáticos
7.25. El arranque de los motores asíncronos III
22
'XXS
'RR
V'I
RthR
th
thR
22
'XXS
'RR
V'I
RthR
th
thR
22 'XX'RR
V'I
RthRth
tharranqueR
22 'XX'RR
V'I
RthRth
tharranqueR
PAR DE ARRANQUE
Par de un motor asíncrono. En el arranque S=0
Par de un motor asíncrono. En el arranque S=0
Corriente rotórica. En el arranque S=0Corriente rotórica. En el arranque S=0
22
2
3
'XXS
'RR
S
'RVP
T
RthR
th
Rth
SS
gi
22
2
3
'XXS
'RR
S
'RVP
T
RthR
th
Rth
SS
gi
22
23
'XX'RR
'RVPT
RthRth
Rth
SS
gArranque
22
23
'XX'RR
'RVPT
RthRth
Rth
SS
gArranque
23ArranqueRR
SArranque 'I'RT
23
ArranqueRRS
Arranque 'I'RT
7.25. El arranque de los motores asíncronos V: arranque por inserción de resistencias
rotóricasResistencia rotórica crecienteResistencia rotórica creciente
RR’1RR’1
ParPar
SS
RR’2RR’2
RR’3RR’3
Para el arranque de la máquina se introducen
resistencias entre los anillos rozantes que se
van eliminando conforme aumenta la
velocidad de giro
Para el arranque de la máquina se introducen
resistencias entre los anillos rozantes que se
van eliminando conforme aumenta la
velocidad de giro
Sólo vale para los motores de rotor bobinado y anillos rozantesSólo vale para los motores de rotor bobinado y anillos rozantes
7.25. El arranque de los motores asíncronos VI: arranque mediante autotrafo
C3
M
C2
C1
R
S
T
C3
M
C2
C1
R
S
TPara el arranque de la máquina se introduce
un autotransformador reductor (rt>1) Para el arranque de la máquina se introduce
un autotransformador reductor (rt>1)
Inicialmente C1 y C2 están cerrados: el motor arranca con la tensión reducida
Inicialmente C1 y C2 están cerrados: el motor arranca con la tensión reducida
En las proximidades de plena carga C2 se abre: el motor soporta una tensión ligeramente inferior a la red debido a las caídas de tensión en el devanado
del autotrafo
En las proximidades de plena carga C2 se abre: el motor soporta una tensión ligeramente inferior a la red debido a las caídas de tensión en el devanado
del autotrafo
Se cierra C3: el motor soporta toda la tensión de la red
Se cierra C3: el motor soporta toda la tensión de la red
C3
M
C1
R
S
T
C3
M
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
M
C2
C1
R
S
T
Fases del arranque con autotransformador
Ligera caída de tensión
7.25. El arranque de los motores asíncronos VII: arranque estrella - triángulo
Xs RsIarrXR’ RR’
3líneaV
Xs RsIarrXR’ RR’
3líneaV Se desprecia la
rama en paraleloSe desprecia la
rama en paralelo S=1
Circuito equivalente del motor durante el arranque
ZccIarr
3líneaV
ZccIarr
3líneaV
CC
línea
arranque Z
V
I 3CC
línea
arranque Z
V
I 3
El arranque estrella - triángulo consiste en conectar los devanados del motor en estrella para arrancar la máquina conmutando a conexión en triángulo una vez que la máquina
ha elevado su velocidad
El motor conectado en estrella consume menos corriente y entrega menos par. De este modo, se limita la corriente de arranque.
7.25. El arranque de los motores asíncronos VII: arranque estrella - triángulo
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI Iarr-triángulo
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI Iarr-triángulo
Vlínea
CC
línea
estrellaarr Z
V
I 3CC
línea
estrellaarr Z
V
I 3CC
líneatriánguloarr Z
VI 3
CC
líneatriánguloarr Z
VI 3
3triánguloarr
estrellaarr
II
3
triánguloarrestrellaarr
II
Esta relación es válida para las dos conexiones. La corriente que aparece en ella es la que circula por Zcc
estrellaarrtriánguloarr TT 3 estrellaarrtriánguloarr TT 3
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
Zcc
Zcc
3líneaV
Iarr-estrella
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI Iarr-triángulo
Vlínea
R
ST
Zcc
ZccZcc
3triánguloarrI Iarr-triángulo
Vlínea
3triánguloarr
estrellaarr
II
3
triánguloarrestrellaarr
II
23ArranqueRR
SArranque 'I'RT
23
ArranqueRRS
Arranque 'I'RT
23estrellaArrRR
SestrellaArr 'I'RT
23
estrellaArrRRS
estrellaArr 'I'RT
2
3
3
triánguloArrR
RS
triánguloArr
'I'RT
2
3
3
triánguloArrR
RS
triánguloArr
'I'RT
Arrancadores estáticos con microprocesador de potencias hasta 2500 kW 7200V
Arrancador 90 kW 690VArrancador 90 kW 690V
Arrancador 4 kWArrancador para
aplicaciones navales y militares
Arrancadoresestáticos
Catálogos comerciales
Catálogos comerciales
7.26. El frenado eléctrico de los motores asíncronos I
Existen aplicaciones en las que es necesario poder aplicar un par de frenado al motor que permita detenerlo rápidamente: ascensores, grúas, cintas transportadoras, tracción eléctrica, etc. En este caso, las propiedades eléctricas de la máquina se
utilizan para lograr el frenado.
FRENADO REGENERATIVO O POR RECUPERACIÓN DE ENERGÍA
FRENADO POR CONTRACORRIENTE O CONTRAMARCHA
FRENADO DINÁMICO (Por inyección de CC)
TIPOS DE FRENADO ELÉCTRICO
Par resistentePar resistente
Velocidad (RPM)Velocidad (RPM)
ParPar
Curva de funcionamiento con
2P polos
Curva de funcionamiento con
P polos
NsPNs2PFRENADO REGENERATIVO
7.26. El frenado eléctrico de los motores asíncronos II
Zona de funcionamiento como
freno
Para frenar se modifican las conexiones del estator pasando de P polos a 2P polos. El frenado se consigue al convertirse el motor en generador. La energía generada se disipa en resistencias o se
devuelve a la red
Pf
N Ps
60
2 Pf
N Ps
60
2
PsPs NP
fP
fN 22
602
2
60
PsPs N
Pf
Pf
N 2260
2
2
60
7.26. El frenado eléctrico de los motores asíncronos III
MRST
MRST
Funcionamiento normal: giro en un sentido
Frenado a contracorriente: inver-sión del sentido de giro
Par resistentePar resistente
CorrienteCorrienteGiro horarioGiro horario
Giro anti- horario
Giro anti- horario
ZONA DE FRENOZONA DE FRENO
S>1S>1
SS
S
S
S
NN
NNN
NNN
S
1
SS
S
S
S
NN
NNN
NNN
S
1
21 SS 21 SS
Par de frenado bajo Frenado en zona inesta-ble de
la curva Par-S Corriente durante el fre-nado
muy alta Solicitación del rotor muy
elevada Necesario construcción especial
LIMITACIONES
7.26. El frenado eléctrico de los motores asíncronos IV
El FRENADO DINÁMICO consiste en dos acciones sobre el funcionamiento del motor: eliminación de la alimentación en alterna e inyección de CC por el estator.
La inyección de CC provoca la aparición de un campo de eje fijo que genera un par de frenado
Equipo para el frenado de motores asíncronos por inyección
de CC (Potencia 315 kW)
Catálogos comerciales
Resistencias para frenado reostático de motores
Catálogos comerciales
7.27. Cálculo de tiempos de arranque y frenado
dmrJ 2 dmrJ 2 2mKg 2mKgMomento de inercia de un cuerpo de
masa m respecto a un eje. r es la distancia al eje
dtd
JJTT argcmotR
dtd
JJTT argcmotR
Ecuación de la dinámica de rotación: T es el par motor, TR el par resistente Jmot el
momento de inercia del motor, Jcarg el de la carga y la pulsación de giro
dTT
JJt
nominal
R
argcmotarranque
0
dTT
JJt
nominal
R
argcmotarranque
0
Integrando la ecuación se obtiene el tiempo de
arranque
dTTT
JJt
nominalfrenoR
argcmotfrenado
0
dTTT
JJt
nominalfrenoR
argcmotfrenado
0 TR+ Tfreno es el par
resistente total si se incluye un procedimiento
adicional de frenado
7.28. La variación de velocidad de los motores asíncronos I
Variación de la velocidad de giro de la máquina
Variación de la velocidad del campo giratorio
Variar PVariar f
Cambio en la conexión del
estator
Variación discreta de la
velocidad
Sólo posible 2 o 3 velocidades distintas
Motores con devanados especiales
Equipo eléctrónico para variar
frecuencia de red
Control de velocidad en cualquier rango
para cualquier motor
Pf
NS
60P
fNS
60
7.28. La variación de velocidad de los motores asíncronos II: métodos
particularesResistencia rotórica crecienteResistencia rotórica creciente
RR’1RR’1
ParPar
SS
RR’2RR’2
RR’3RR’3
Variación de la velocidad
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR INSERCIÓN DE RESISTENCIAS ROTÓRICAS EN MOTORES DE
ROTOR BOBINADO
Variación de la velocidad
Variación de la velocidad
0,8Vn0,8Vn
VnVn
Reducción tensiónReducción tensiónParPar
SS
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR REDUCCIÓN DE LA TENSIÓN
BAJO RANGO DE VARIACIÓN
REDUCCIÓN DEL PAR MOTORBAJO RANGO DE VARIACIÓN
7.28. La variación de velocidad de los motores asíncronos III: Variación de la
frecuencia
fnfn
Reducción frecuenciaReducción frecuenciaParPar
VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD POR VARIACIÓN DE LA FRECUENCIA
NSNS
0,75fn0,75fn
0,75NS0,75NS
0,5fn0,5fn
0,5NS0,5NS
SS
Pf
NS
60P
fNS
60
VARIANDO DE FORMA CONTINUA LA FRECUENCIA SE PUEDE VARIAR DE FORMA
CONTÍNUA LA VELOCIDAD
VARIANDO DE FORMA CONTINUA LA FRECUENCIA SE PUEDE VARIAR DE FORMA
CONTÍNUA LA VELOCIDAD
Al reducir la frecuencia aumenta el flujo. Para evitar que la máquina se sature es necesario
mantener la relación V/f constante: al disminuir f se aumenta V y viceversa
Al reducir la frecuencia aumenta el flujo. Para evitar que la máquina se sature es necesario
mantener la relación V/f constante: al disminuir f se aumenta V y viceversa
7.28. La variación de velocidad de los motores asíncronos III: variación de la
frecuencia
Rectificador Inversor
Motor deInducción
Sistemaeléctricotrifásico
FiltroRectificador Inversor
Motor deInducción
Sistemaeléctricotrifásico
Filtro
INVERSOR PWM
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+Rmot Smot Tmot
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+Rmot Smot Tmot
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+Rmot Smot Tmot
VR
T4 T6 T2
T1 T3 T5
VS
VT
+
+
+Rmot Smot Tmot
Funcionamiento del inversor I
Tensión del rectificador sin filtro Tensión del rectificador con filtro
La tensión después del condensador es continuaLa tensión después del
condensador es continua
Funcionamiento del inversor II
El disparo de los IGBT’s se realiza utilizando una técnica conocida como PWM (Pulse width modulation) que consiste en comparar una señal (portadora) triangular con una
señal (moduladora) senoidal
De esta comparación se obtiene una señal similar a la senoidal pero escalonada para cada una de las fases del inversor
Variando la amplitud y frecuencia de moduladora y portadora es posible obtener señales de distinta frecuencia y tensión a la salida del inversor
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
El inversor haciendo conmutar los IGBT’s “trocea” la tensión continua
con la que es alimentado
Funcionamiento del inversor III
1/f1
-1
0
1
0 1/2f1
A
1 /f 1
-1
0
1
0 1 /2 f 1
B
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
Rmot Smot Tmot
Bus detensióncontínua
20 mS0 20 mS0
Señales modula-dora y portadora
Señales modula-dora y portadora
TENSIÓN DE SALIDA EN LA
FASE R
1
2
Cuando triangular < senoidal dispara el 1Cuando triangular < senoidal dispara el 1
Inversor 55 kW 0 – 400 Hz para motor asíncrono con control
vectorialInversor 0,75 kW
0 – 120 Hz para control de máquina herramienta
Inversor 2,2kW 0 – 400Hz de propósito
general
Convertidor para motor de CC
Variadoresde
velocidad
Catálogos comerciales
7.29. Selección de un motor para una aplicación específica
SELECCIONAR CARCASA Y NIVEL DE PROTECCIÓN (IP)
SELECCIÓNAR POTENCIA EN FUCIÓN DE LA POTENCIA
NECESARIA PARA ARRASTRA LA CARGA
SELECCIONAR VELOCIDAD (P) EN FUNCIÓN VELOCIDAD CARGA
SELECCIONAR FORMA NORMALIZADA DE MONTAJE EN
FUNCIÓN DE UBICACIÓN
SELECCIONAR CLASE DE AISLAMIENTO EN FUNCIÓN Tª
ESPERADA Y AMBIENTE DE TRABAJO
SELECCIONAR CARACTERÍSTICA MECÁNICA EN FUNCIÓN DE PAR DE ARRANQUE Y RESISTENTE DE
LA CARGAABB – “Guide for selecting a motor”
7.30. La máquina asíncrona como generador
La máquina asíncrona se puede utilizar como generador
Por encima de la velocidad de sincronismo el par se vuelve resistente y entrega energía
eléctrica
Los generadores asíncronos se utilizan en sistemas de generación donde la
fuente primaria es muy variable: energía eólica e hidraúlica
La máquina asíncrona convierte energía mecánica en eléctrica
siempre que trabaja por encima de la velocidad de sincronismo. NO ES
NECESARIO QUE GIRE A VELOCIDAD CONSTANTE
En la actualidad existen máquinas con doble alimentación rotor – estator para mejorar el
rendimiento en generación eólica e hidráulica
Top Related