CONTROL DE VELOCIDAD EN LAS MQUINAS DE INDUCCIN

CONTROL DE VELOCIDAD EN LAS MQUINAS DE INDUCCIN

La velocidad en los motores de induccin depende de la velocidad del campo magntico giratorio, y su expresin es la siguiente:n motor = fs x 60 x (1 S) p

donde:fs = frecuencia del estator.P = nmeros de pares de polos de la mquina.S = deslizamiento de la mquina.De la ecuacin podemos observar que es posible variar la velocidad del motor de tres formas:a) Cambiando el nmero de pares de polos (P)b) Cambiando el deslizamiento (S)c) Cambiando la frecuencia de la fuente de suministro (fs)Lo anterior se puede expresar mediante un siguiente diagrama en bloques.

Variacin del nmero de polos

La variacin del campo magntico rotatorio, est determinado por el nmero de pares de polos del estator, por lo que si variamos estos se puede tener un control de velocidad.Existen tres formas de variar el nmero de polos:a) Mtodos de los polos consecuentes.b) Estator con bobinado mltiple.c) Modulacin de la amplitud (PAM).Cada uno de estos mtodos se definirn a continuacin:

Mtodos de los polos consecuentes

Este mtodo se basa en el hecho de que el nmero de polos de los bobinados del estator de un motor de induccin puede cambiarse fcilmente a un factor de 2:1 simplemente con cambios en la conexin de las bobinas. El cambio de velocidad se hace conmutando devanados de estator, de forma que cambie el nuevo nmero de pares de polos.

En la configuracin de dos polos, una bobina es polo norte y la otra polo sur.Cuando la conexin en una de las bobinas se invierte, ambas son de polos norte y el flujo magntico vuelve al estator, a puntos a mitad de camino entre las bobinas. Los polos sur se denominan Polos consecuentes y el bobinado es ahora de cuatro polos

Estator con bobinado mltiple

Esta fue empleada para superar la limitacin que consiste en que la velocidad est en la relacin 2:1, por lo que se logr empleando bobinados mltiples en el estator con diferentes nmeros de polos y energizar solamente un juego a la vez.Lamentablemente este mtodo aumenta el costo del motor por lo que se usa cuando es indispensable.

Modulacin de la amplitud (PAM).

El esquema del PAM es una forma de lograr mltiples juegos de polos en un estator de bobinado sencillo, en donde el nmero de polos resultante puede estar en relacin diferente de 2:1. Esto lo realiza aplicando a la distribucin espacial de las ondas de fuerza magnetomotriz en el estator de la mquina los principios de combinar dos sinusoides de frecuencia diferentes en un mezclador, donde la salida de energa resultante contiene componentes con frecuencias iguales a la suma y a la diferencia de las dos frecuencias de entrada original.

Variacin del deslizamiento

El control de velocidad del motor, por variacin del deslizamiento, se puede hacer de dos maneras:a) Cambiando el valor de tensin de la fuente de alimentacin del estator.b) Hacer Modificaciones al rotor.

Variacin de la tensin en los bornes del motor

Si una carga tiene una caracterstica momento de torsin velocidad, como la que se muestra en la figura, entonces la velocidad del motor puede controlarse sobre una franja limitada, variando el voltaje de lnea.Este mtodo se usa en algunas oportunidades en motores pequeos para impulsar ventiladores.

Caractersticas de Torque - velocidad, para tensin y frecuencia nominalControl por tensin de estator en motor jaula

Variacin de la resistencia del rotor

Es aplicable solo para las mquinas de rotor bobinado y consiste en agregar resistencias adicionales al circuito del rotor, luego la variacin de velocidad se realiza por el incremento de las perdidas en el rotor, lo que aumenta el deslizamiento y reduce la velocidad del motor, cambiando en consecuencia las caractersticas de torque del motor.

Las desventajas de insertar resistencias adicionales al circuito del rotor en un motor de induccin, son la pobre regulacin de velocidad y el bajo valor de rendimiento que se obtiene para deslizamientos altos.

Acoplamiento en cascada

Se logra conectando al circuito del rotor un acoplamiento en cascada con una mquina a.c. o un circuito rectificador controlado, va anillos deslizantes, por lo cual tambin es aplicable solo para mquinas de rotor bobinado.

Variacin de frecuencia

Una de las formas de variar la velocidad de los motores tipo jaula es modificando la frecuencia de la tensin de alimentacin, lo que implica un cambio en la velocidad del campo giratorio (o velocidad sincrnica). Normalmente al variar la frecuencia se hace variar tambin la magnitud de la tensin de modo de mantener la densidad de flujo aproximadamente constante. De esta manera el momento mximo desarrollado se mantiene constante. Donde: ( S1 < S2 )

Control de velocidad de frecuencia variable en un motor de induccin