Arranque de Motores Asíncronos

7/25/2019 Arranque de Motores Asíncronos

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ARRANQUE DEMOTORES

ASÍNCRONOS




Para finalizar este capítulo es conveniente hacer un resumen

comparativo entre los motores asíncronos y síncronos.

ARRANQUE DE MOTORES ASÍNCRONOS

Ya se ha dicho que las aplicaciones del asíncrono son más frecuentes

pero en los accionamientos de gran potencia, con altas horas de

funcionamiento, la solución a base de motor síncrono puede ser

interesante y al menos debe ser considerada.Vamos a presentar esta comparación en la tabla 1

En muchas ocasiones el mayor coste de inversión de un motor

síncrono se ve compensado por la evaluación económica de sus

ventajas sobre todo en los servicios de muchas horas de duración que

no requieran arrancar al motor muchas veces.

La ventaja del consumo regulable de potencia reactiva se hace notoria

en los accionamientos lentos con motores de muchos polos en los

cuales el motor asíncrono tiene un factor de potencia muy malo.




Tabla 1 Comparaciónentre motores

síncrono yasíncrono




CONSIDERACIONES:

•Tensión de la red constante constanteV

Deslizamiento critico mínimo para obtener una eficiencia alta.

Torque de arranque moderado.

OBJETIVOS DEL ARRANQUE:

•Evitar caídas de tensión en los elementos de la red (transformadores,

alimentadores, etc.), inadmisibles para las cargas conectadas cerca del

motor.

•Evitar pérdidas por efecto Joule, debido a las elevadas corrientes de

arranque.

•Obtener un torque de arranque adecuado para vencer el torque

resistente.

mecO ARR T T T




ECUACIONES GENERALES QUE DESCRIBEN EL ARRANQUE

•Corriente de arranque: 1 s

2

2

2

111

222

111

111

)'()'

(

'''

xc xc s

r cr c

V c I C I

ARR ARR

'

ARR I ''

ARR I - Corriente de arranque para el circuito equivalente y

invertida respectivamente.

""T

"" L

Multiplicidad de corriente de arranque:

i K N

ARR

I I

=




• Torque de arranque: 1 s

2

2

2

111

222

111

2

1

2

121

21

21

)'()'

(

'2'

2

xc xc s

r cr c

V c

s

r

w

pm

I s

r

w

pm

T ARR ARR

Multiplicidad de torque de arranque:

N

ARRT

T

T K

Ecuación mecánica de movimiento del rotor:

din

r

mmece T

dt

dw J T T T 0 (*)




CuandomecO ARR T T T 0dinT y 0

dt

dwr

m

Quiere decir que el rotor arranca y continúa su aceleración, hasta

llegar al punto de operación estacionaria donde se cumple el

equilibrio de torques:

mecedin

r

m T T T T const 00.

Reescribiendo la ecuación. Mecánica (*)

dt

dw

J T T

r

mest e

. . . (**) mecest T T T 0 Torque estático frenante




Analizando (**), se aprecia que durante el accionamiento eléctrico

existe los siguientes regímenes:

est e T T

est e T T

Estado de aceleración.

Estado de reposo o movimiento estable.

Estado de desaceleración (frenado).est e T T

Tiempo de arranque:

Es el tiempo que transcurre el proceso de arranque del motor, desde el

estado de reposo hasta alcanzar la velocidad nominal.0r

mw

De la Ec. (**) se tiene que el tiempo de arranque queda expresado por:

0 0

( ) ( )

r r MN MN r r

m m ARR

e o mec e o mec

jd d t j

T T T T T T

NOTA: Se ha considerado la cual se da en la mayor parte de los

accionamientos. Sin embargo para cargas con (robots,

accionadores, centrífugas, bobinadores, etc,) se debe conocer la ley

de variación en el tiempo .

0dt

dJ

0dt

dJ

t f J




MÉTODOS DE ARRANQUE EN MOTORES ASÍNCRONOS

a)Motores asíncronos trifásicos con rotor en Jaula de ardilla

MÉTODOS DE FRECUENTES:

- Arranque Directo a plena tensión (Motor Pequeño).

- Arranque por resistencia en serie con el estator.

- Arranque por reactancias en serie con el estator.- Arranque por auto transformador.

- Arranque por conmutación estrella – triangulo.

MÉTODOS ESPECIALES:

- Arranque con bobinado parcial.

- Arranque del motor con varias velocidades.

- Arranque con motor auxiliar.

- Arranque con bobinado partido.




b) Motores asíncronos trifásicos con rotor bobinados;

- Arranque por resistencias rotóricas.

c) Arrancadores de estado sólido:

En el arranque de motores asíncronos se emplean los siguientes

convertidores electrónicos.

- Arranque mediante arrancador estático o suave.

- Arranque mediante variación de frecuencia estatórico.

- Arranque por convertidor directo o ciclo convertidor.

- Arranque por convertidor de frecuencia (con circuito intermedio).




MÉTODOS DE ARRANQUE FRECUENTES:

1.ARRANQUE DIRECTO:

- Método simples y seguro.- Se aplica en redes de capacidad suficiente, en donde la conexiónde los motores no cause severas caídas de tensión.

Figura 1.1 Arranquedirecto por contactoresde un motor asíncrono

trifásico.




Corriente de Arranque

22

cccc

N

AD

xr

V I

Figura 1.2 Característica electromecánica típica en un arranque directo.




ARRANQUE POR RESISTENCIAS EN SERIE CON EL ESTATOR

La caída óhmica en las resistencia, origina que la tensión en los

bornes del motor disminuya, por lo tanto baje la corriente absorbida y elpar (baja el flujo magnético).

REACTOR

Figura 2.1 Esquema de la parte de potencia. Arranque con resistencias en serie con el

estator.




La relación existente con el arranque directo:

-Corriente de arranque con resistencias:

22

cc Rcc

N ARR

xr r

V I

La relación de corriente será:

22

22

cc Rcc

cccc

AD

AR

xr r

xr

I

I

La tensión disminuye en la misma proporción que la corriente por lo

tanto la relación de torque será:

22

22

cc Rcc

cccc

AD

ARR

xr r

xr

T

T




3. ARRANQUE POR REACTOR EN SERIE CON EL ESTATOR

Corriente de arranque:

22

Rcccc

N ARR

x xr

V I

Las demás relaciones de corrientes y torques son similares al caso de

las resistencias.

El esquema de conexiones es el mismo, si se reemplaza las

resistencias por las reactancias en la Figura 2.1




4. ARRANQUE POR AUTO TRANSFORMADOR

Es aplicado generalmente para motores

de gran potencia con tensiones de

alimentación alta (VN > 3000 V)

En la figura 4.1 se muestra el circuito de

potencia.

KM3 – contactor de línea.

KM2 – contactor de alimentación del auto

transformador.

KM1 – contactor de la estrella de auto

transformador.

Q1 – seccionador con fusible.

Figura 4.1 Arranque con autotransformador de un

escalón en serie con el estator

E t ti d t t l i t id d l t d




En este tipo de arranque, tanto la intensidad como el torque de arranque

están en función de la tensión de alimentación desde el auto

transformador.

Figura 4.2 Característica par-intensidad en un arranque por

autotransf ormador.




-Considerando que las tensiones primarias y secundarias del auto

transformador son: y , entonces sus relación de transformación

será : AT V BT V

AT

BT

BT

AT A

I

I

V

V

a

veces.aEn A MOT BT

cc A

AT

cc

MOT

cc

BT

MOT BT I I Z a

V

Z

V

Z

V

I I

La corriente en el lado del Motor:

La corriente en el lado de la red:

cc A

RED

cc A

AT

A

BT

RED AT

Z a

V

Z a

V

a

V I I

22

El torque de arranque:

2 ARRT V 2

A

AT ARR

BT ARRa

T T Como




5. ARRANQUE ESTRELLA – TRIANGULO

Este método se aplica en los motores que tienen 6 bornes de

conexión en el devanado del estator y el motor normalmente funciona

con su devanado estatórico conectando en triangulo para una redindustrial :

En la figura 5.1 se muestra el esquema del circuito de potencia:

K1 – Contactor de línea.K2 – Contactor de triangulo.

K3 – Contactor de estrella.

220V

380 220

V

380V

660 380

V




Figura 5.1 Arranque de un motor por conmutación estrella – triangulo



Saltar a la primerapáginaFigura 5.2 Arranque de un motor por conmutación estrella – triangulo




Primer punto de arranque – conexión estrella. La tensión de fase es:

58%3

L f L

V V V

La corriente de fase disminuye proporcional a la tensión, por lo tanto:

3

f L f

f f

V V I Z Z

3

L L f

f

V

I I Z …..(*) ;






Relacionando (*) y (**), obtenemos: (corregir en * y en ** ). L I

L I

3 1=

33

L

f L

L L

f

V

Z I

I V Z

3

L L

I I

-Las relaciones entre las corrientes de fase serán:

3 1=

3

L

f f

L f

f

V

I Z

V I Z

3

f

f

I I

-El torque de arranque en conexiones estrella:

Como el torque es proporcional al cuadrado de la tensión de fase, porlo tanto: 2

2

13=

3

L

ARR

ARR L

V

T

T V

3

ARR ARR

T T

Por esta razón este método no es aplicable a motores que arranquen a

plena carga.

Este método es semejante al arranque por auto transformador, cuando la

relación de transformación es de .3 Aa




MÉTODOS DE ARRANQUES ESPECIALES

1. ARRANQUE CON BOBINADO PARCIAL

El motor debe tener dosbobinados estatóricos enparalelo, por lo tanto tener 9 ó12 bornes de salida (2medios motores).

Al acoplar el motor a la red,arranca en directo a plenatensión con un torque y unacorriente, que en el caso ideales la mitad de los

correspondientes al motorcompleto (ver figura 1.1 ).

Figura 1.1 Esquema de la parte de potencia. Arranque con bobinado parcial.




Para diseñar un motor que puede arrancar de este modo, se debe de

lograr que cada fase este dividida en dos ramas paralelas idénticas

desde el punto de vista eléctrico y magnético (normalmente aplicado amotores de mediana y gran potencia en EE.UU.)

-En la segunda fase se conecta el segundo “medio motor” a la red.

En estas condiciones, al estar el motor con deslizamiento menor,la punta de intensidad es mas baja y su duración es mas corta.

2 ARRANQUE DEL MOTOR CON VARIAS VELOCIDADES




2. ARRANQUE DEL MOTOR CON VARIAS VELOCIDADES

Ver Fig. 2.1

Fig. 2.1 Sistema de conexión de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades




3. ARRANQUE CON MOTOR AUXILIAR

Empleado solo en motores muy grandes.

Para este propósito se acopla mecánicamente, al motor principal, un

motor bobinado con 2 polos menos.

El motor auxiliar es diseñado considerando los siguientes aspectos:

Por funcionar solo en el arranque, su dimensionamiento no se

ajusta rigurosamente al problema del calentamiento.

El motor, se diseña solo teniendo en cuenta la producción de

torque sin atender al rendimiento.

Al tener 2 polos menos y regulación rotórica se puede pasar de

forma controlada por la velocidad del motor principal al que

arranca.




4. ARRANQUE CON BOBINADO PARTIDOEste método se recomienda aplicar en motores conectados en

estrella.

El motor debe tener dos circuitos en paralelo por fase.

Durante la primera etapa de arranque en una o en dos de las

fases se conectan estos circuitos en serie en lugar de paralelo. Al

pasar la velocidad cerca del punto de funcionamiento normal, se

pasa a la conexión en paralelo de las ramas de todas las fases.

Durante el arranque aparece una pequeña componente de

cambio de 3er armónico, que causa una disminución de torque en

la zona del 66% de deslizamiento.

Con este método de arranque se obtiene una corriente reducida

con un índice de arranque en Nm/Kva parecido al que se obtiene

con el motor arrancado en forma directa.




ARRANQUE DE UN MOTOR ASÍNCRONO DE ROTOR DEVANADO

1.ARRANQUE POR RESISTENCIAS ROTÓRICAS:En principio todos los métodos aplicados para el arranque demotores asíncronos con rotor jaula de ardilla, son aplicables a estetipo de motores.Sin embargo la mejor solución para limitar la corriente de arranquesin mayor disminución del torque es el empleo de motores con rotorbobinado, donde se pueden alcanzar valores de T ARR = (1.5 – 2.5)TN, mientras que la intensidad de arranque no sobrepasa los

valores de I ARR= (1.5 – 2.0) IN.

Frente a los motores con jaula de ardilla, los motores con rotordevanado son aplicados en los siguientes casos:Cuando el motor con jaula presenta dificultades en la regulación de

su velocidad.Cuando el torque mecánico aplicado por la carga sobre el eje esapreciable y no permite el arranque de un motor a tensión reducida.Cuando la inercia de la maquina accionada es tan grande que laenergía térmica liberada en el circuito secundario (rotor) ocasionada

un calentamiento inadmisible para el devanado.




En el arranque por resistencias rotóricas, se pueden utilizar

resistencias metálicas o liquidas conectadas en cada fase del circuito

rotorico.

Para el análisis del proceso de arranque, es pertinente recordar lasecuaciones que definen los parámetros de arranque.

2

1 1 2

2 2

1 2 1 2

'2

' ' ARR

pm V R

T R R X X

1

2 2

ARR

cc cc

V I

R X

2 2 2

max2

2 1 21 1 2

' ' '

'' cc

R R RS

X X X R X X

2

1 1

max2

2

1 1 1 2

2

2 '

p m V T

R R X X

En la figura (Fig. 1.1) se muestra el circuito de potencia de un motor con

arranque por resistencias, para el caso de dos escalones.



Saltar a la primerapáginaFig. 3.1 Arranque de un motor de rotor bobinado con resistencias rotóricas




Con este tipo de motores es posible obtener una impedancia rotorica

elevada en el arranque, y otra mucha menor cuando el motor haya

alcanzado su velocidad nominal.

En la fig. 3.1, además de las protecciones contra cortocircuitos ysobrecargas, se tiene los siguientes contactores:

K1 – Contactor de línea.

K2 – Contactor de eliminación del último grupo de resistencias.K3 – contactor de eliminación del primer grupo de resistencias.




El arranque se realiza en 3 etapas:1º Punto: K1 cerrado, K2 y K3 abiertos Ra1 y Ra2

conectados

la impedancia rotórica será:

2 2 1 2eq a a Z Z R R

2º Punto: K3 – Cerrado (1º Tramo de resistencias cortocircuitos) La

impedancia retórica es:2 2eq a Z Z R

3º Punto: K2 cerrado (2º Escalón de resistencia cortocircuitado).

La impedancia retórica es Zeq = Z2 (impedancia rotórica propia) con

la cual el torque adquiere su característica propia.

La característica del torque T=f(s) y de la corriente retórica I2=f(s),

que corresponden a las etapas de arranque o escalones de

resistencia se muestran en las figuras (Fig.3.2 , Fig.3.3):




T/TN

s0 0.5 1

S1

S2 S3

Text

1º P2º P3º PI/IN

s0 0.5 1

1º P2º P3º P

Fig. 3.2 - Variación del torque Fig. 3.3 - Variación de la corriente




Los valores de resistencia de arranque y los intervalos de tiempo de

conexión de cada etapa, son seleccionados de tal forma que, el

torque durante el arranque varié de T = Tmax a T = Tmin, y al

momento de conexión a la red se cumpla :

Tarr = Tmax > Text.

Al ser eliminados todos los escalones de resistencia la impedancia

del motor es la de su propio devanado Z2 con lo cual el torque es

máximo.

2T K I 2

2

2

V I

Z

Este sistema de arranque se aplica para maquinas que requieren un

torque creciente, e incluso en máquinas que arranquen a plena carga

o con una gran inercia en el arranque.



Saltar a la primerapáginaTabla 1.1 - Recomendaciones para el arranque por resistencia rotóricas.




Tabla 1.2 - Características principales de los tipos de arranque más usados.




ARRANCADORES DE ESTADO SÓLIDO

El surgimiento de los semiconductores de potencia y la existencia de

algoritmos de control en los modernos microprocesadores, han

permitido la obtención de convertidores. Estos convertidores no tienen

componentes en movimiento (convertidores estáticos).

1.ARRANQUE MEDIANTE ARRANCADOR ESTÁTICO O SUAVE.

Estos arrancadores son aplicables a los motores asíncronos de rotor

cortocircuitado y algunos motores síncronos cuando arrancan por el

método asíncrono.

El sistema de arranque deberá cumplir con los objetivos de:

-Disminuir la corriente de arranque.

-Que el torque de arranque sea mayor que el torque de la carga.

; ARR ARR ext

I T T




En la figura (Fig. 1.1) se muestra la disposición de principio de un

arrancador estático suave, cada línea tiene dos tiristores en anti

paralelo, de modo que la tensión aplicada al motor se controla

variando el ángulo de conducción o disparo de los tiristores, el torque y

la corriente quedan controlados a través de la tensión aplicada:

El torque acelerante cambia proporcionalmente al cuadrado de

la tensión eficaz ( T V12

)

La intensidad absorbida es proporcional a la tensión eficaz ( I V1 )




Fig. 1.1 - Esquema funcional de un arrancador estático suave

Ó Á




DESCRIPCIÓN DEL ARRANCADOR ESTÁTICO

El arrancador estático como regulador de tensión alterna con

tiristores, esta compuesto por dos partes fundamentales:

EL MODULO DE POTENCIA:

Consta de un puente de tiristores de potencia con 6 semiconductores montados

de modo que dentro de cada fase haya dos en oposición o en antiparalelo.

En la fase, uno de los tiristores conduce un tiempo máximo que corresponde deo a radianes eléctricos (180º o 10 ms en C/A de 50 Hz)

En este modo de potencia se incorporan elementos tales como:

• Varistores o diodos zener para la supresión de sobretensiones procedentes de

la red.• Circuito R-C, uno por cada tiristor, para absorber las sobretensiones locales o

internas.

•Circuito de encendido a través de un transformador de impulsos en los

arrancadores estáticos de MT (6Kv) se disponen 3 tiristores en serie dentro de

cada rama.



Ó




SISTEMA DE CONTROL DE TENSIÓN.

La consigna entra en forma de tiempo total para la rampa en

consecuencia existe un generador de rampa.Para los casos de motores con tensiones superiores a 380v sedebe instalar transformadores de tension en 2 fases y paratensiones bajas directamente. Estas tensiones de C.A. seconvierten en tensiones de C.C. normalizada que se trata en el

microprocesador de control.El microprocesador realiza las siguientes funciones:

•Error respecto de la tensión de referencia en cada momento.•Calculo del factor de potencia del motor en función de ladiferencia temporal de los pasos por cero de tensión e intensidad.

La señal de error va al regulador PID, siendo lo que sigue similar a lodescrito en el sistema de control por intensidad.




Figura Regulador de tensión con control de intensidad en el motor.




Figura Regulador de tensión con rampa de arranque.




ARMÓNICOS DE TENSIÓN

El regulador de tensión que constituye el arrancador suave produce,en el lado del motor, una onda recortada cuyo contenido de

armónicos están en función de:•Del tipo de jaula del rotor.•Del deslizamiento del motor.•Del valor eficaz del armónico fundamental, que depende delángulo de retraso de encendido de los tiristores.

ARMÓNICOS DE CORRIENTES

Como consecuencia de los armónicos de tensión, las ondas decorrientes no son senoidales y sus armónicos superiores producen

en el motor efectos indeseables como:

•Pares parásitos.•Perdidas adicionales y calentamiento.•Vibraciones y ruido.




Estos efectos negativos quedan compensados con creces por lasventajas del sistema:

• La tensión aplicada es directamente controlable

• Se obtienen torques suaves e intensidades adecuadasexactamente a las demandas de cada accionamiento concreto.• Variación gradual de la tensión eficaz a la salida del arrancador,mediante dos criterios independientes y relacionados:• Rampa de tensión aplicada a partir de un valor mínimo• Intensidad limitada

Permite obtener:

• Control de intensidad propiamente dicho.• Control dinámico de sobretensiones, reduciendo el ángulo de

conducción de los tiristores, con el fin de que la tensión aplicadasea la de consigna.• Ahorro de energía:

• El sistema de control mide el factor de potencia del motor, y eni d l t ió li d d l t t




consecuencia reduce la tensión aplicada cuando el motor estaentregando potencia por debajo de la nominal.• Las perdidas magnéticas disminuyen mejorando el rendimiento• Protección térmica del motor, alimentador, y el propio arrancador• Protección mecánica del conjunto motor – carga, gracias al control dela aceleración que se puede lograr.• Control en la fase de frenado.

Figura Variación de las potencias activa y reactiva de un motor de 22 kW




Figura Disminución de las perdidas de un motor de 22 kWalimentado por arrancador con ahorro energético




Figura Reducción de las perdidas de un motor de 22 kW alimentadocon arrancador estático con ahorro energético. Expresada

porcentualmente sobre las pérdidas sin ahorro.




APLICACIONES TÍPICAS DE LOS ARRANCADORES SUAVES

• Maquinas textil: impide la rotura del hilo o fibra.• Fajas transportadoras: evitan daños en los materiales que se

transportan.• Bombas: eliminando el golpe de ariete.

• Soplantes y ventiladores: por su alta inercia y bajo par.• Unidades de trefilado.• Compresores.• Plataformas móviles.• Trituradores y agitadores.

• Ascensores y grúas.




2. ARRANQUE MEDIANTE VARIACIÓN DE FRECUENCIA ESTATÓRICA

En algunos accionamientos especiales es necesario tener un

arranque suave o mantener el accionamiento con baja velocidaddurante periodos muy largos de tiempos.

Si para tales accionamientos se utiliza motores con rotor en corto

circuito (jaula de ardilla), la mejor forma de obtener los requisitos

mencionados es la alimentación de frecuencia variable de valores

muy bajos.

Esta variación de frecuencia se obtiene con la aplicación de los

inversores o convertidores de frecuencia (variadores de frecuencia),

no solo para el arranque si no en mayor grado, para obtener

velocidades variables.Empleando el convertidor de frecuencia se puede regular el par,

ya que es posible el control del flujo magnético en el entrehierro,

que es la magnitud física que genera el par electromagnético.




Estos convertidores de frecuencia, que serán analizados en los

métodos de regulación de velocidad son:

•El convertidor directo o ciclo convertidor•El convertidor con circuito intermedio

Desde el punto de vista técnico.- económico, la justificación de estos

modos de arranques solo es posible si los requisitos de suavidad de

arranque y controlabilidad de par no son obtenibles con otrosmétodos más sencillos y baratos



Saltar a la primerapáginaFigura Resumen de inversores para alimentar el estator de motores de corriente alter na




Figura curvas de par – velocidad de un motor asíncrono con flujo constante




Figura curvas de par – velocidad en régimen permanente para un motor

asíncrono alimentado con tensión y frecuencia proporcionales




Figura Resumen de los principales tipos de arranque

Ó Í




REGULACIÓN DE VELOCIDAD DE MOTORES ASÍNCRONOS

Clasificación de los accionamientos para un motor asíncrono




CON ROTOR JAULA DE ARDILLA

La velocidad mecánica del rotor, se obtiene de la expresión para eldeslizamiento:

(1 )cn n s

Además, se tiene que la velocidad síncrona del campo es:

1/ 2

c

f n p

De ambas expresiones se puede apreciar, que la velocidad de un

motor puede ser regulada:

•Regulando la frecuencia de la red .

•Variando el número de polos del motor.

•Variando el deslizamiento (variando la tensión de la red).

1 f

f




1. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD VARIANDO :1 f

Si se desprecia la caída de tensión en el circuito estatórico del

motor, entonces la tensión por fase del motor será:

.111 ƒ44,4 dev fase K N E V

Considerando que, al aumentar el flujo , aumenta la corriente

magnetizante y si el torque electromagnético permanece

constante,

=constante.

M I

eT 22 cos I k T e

Entonces la corriente I2 debe disminuir; sin embargo el aumento

considerable de puede originar que la corriente I1 se incremente y

como consecuencia se calentara el devanado primario (estatórico). En

este caso se dice que el circuito magnético del motor esta saturado.

M I




Si el flujo disminuye entonces IM disminuye

M I

Sin embargo si =constante, entonces I2 aumenta.eT

2 eT cte I

Por lo tanto el devanado rotorico se sobrecarga, y bajo

determinadas condiciones también se sobrecarga el devanado

estatórico. En este caso se dice que el motor no esta plenamente

utilizado, disminuye su capacidad de sobrecarga y aumenta I2.

En consecuencia es conveniente que =constante; sin embargo deacuerdo a las características mecánicas de las cargas (TL), el flujo

puede variar bajo determinadas leyes de variación de tensión y

frecuencia:




1

1

. para cargas con torque .ƒ L

V const T const

1

1

. para cargas con torqueƒ

r Ln

V K const T w

12

1

. para cargas con torqueƒ

r

L n

V const T K

Actualmente se utilizan los variadores o convertidores de

frecuencia, que representan módulos con elementos o dispositivos

de estado sólido que pueden ser programados para distintas

funciones, dentro de un sistema de producción muy complejo.




2. REGULACIÓN DE LA VELOCIDAD VARIANDO EL NUMERO DE

POLOS (P): CONDICIÓN V1 = constante.

Se puede utilizar varios devanados en el estator ubicados en

ranuras comunes y con diferentes números de polos. En este caso

el motor no es plenamente utilizado y su eficiencia es baja.

Utilizando devanados especiales, que permiten obtener

diferentes conexiones y para cada uno de ellos diferentes

números de polos.



Saltar a la primerapáginaSistemas de conexión de motores asíncronos trifásicos de varias velocidades



Saltar a la primerapáginaConexionado de un devanado Dahlander

T




DEVANADO

DAHLANDER

IF’

IF’

IF’

IF’

IF’I

F’

T4

T6 T

5

T1

T3

T2

CONEX. VELOC. ALIMENTACIÓN UNIR

Δ BAJA T1, T2, T3 -

λ λ ALTA T4, T

5, T

6 T1, T

2, T

3

cos .const .const

.15,13

2cos)2(3cos3

cos)3(3cos3

'

'

const P

P I V VI P P

I V VI P P

B

A

f A

f B

Conexiones para V1 = const.P = const. T = variable.




Si la relación de polos es de 2 a 1 , se tendrá:

B A B

B

B B

B

A

A A

B

A

T T P

P

P p

P p

T

T

T

T

575,0

15,1

.2

1

)2(.

)2(

T

s




I F ’

T1

T2

T5

I F ’

IF’I

F’

T4

T6

T3

I F ’

I F ’

CONE

X

.

VELO

C

.

ALIMENTACI

ÓN UNIR

λ BAJA T1, T2, T3 -

λ λ ALTA T6, T4, T5 T1, T2, T3

Conexiones para V1 = const.T = const. P = var.cos .const .const




3 cos

3 ' cos

3 cos

3 (2 ') cos

B

F

A

F

P V I

V I

P V I

V I

2 A

A

P

P

Si la relación de polos es de 2 a 1 , se tendrá:

2

1 A B

BT T

A




3. VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DISMINUYENDO LA TENSIÓN V:

La variación de la velocidad es posible en el rango de 0 < S <

Smax. Si aumenta el deslizamiento, entonces aumenta la perdidapor el efecto Joule en el devanado rotorico.

2 e Pcu sP Eficiencia baja.

También es aplicado en un motor de rotor devanado,

adicionándole a este un reostato y de esta manera ampliar el

rango de variación de S, ya que:

2 2max

2 21 21 1 2

" "

'( ')

R RS

X X R X X

Actualmente se utilizan reguladores de tensión de estados sólidos




Actualmente se utilizan reguladores de tensión de estados sólidos.

Como el torque máximo no esta en función de entonces T.'

2 R

2 2

1 1 1 1max

2 21 2

1 1 1 2

( / 2) ( / 2)

2 '2 ( ')

p m V p m V T const

X X R R X X

Y el torque de operación si depende de'

2 R

2

1 1max

221 1 2

( / 2) ( '/ )

'( ) ( ')

L p m V R s

T R

R X X s



Por ejemplo para una carga del tipo ventilador o una bomba

centrífuga, las características de operación al variar la tensión será:

V =Vn

V = 0.85 Vn

V = 0.70 Vn

T

s

TL

1

2

3

1,2 y 3 puntos deoperación

Arranque de Motores Asíncronos

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