En 1891, en la exposición de Frankfurt, Nikola Tesla presentó un tipo crudo de motor de inducción polifásico. Motores de inducción se utilizan ampliamente. Casi el 80% de los motores de CA del mundo son motores de inducción polifásicos. Así que el control de la velocidad de este motor es una agenda importante. El control de la velocidad del motor de inducción polifásico se puede hacer a través de los diferentes métodos. Aquí discutiremos sobre el control de la velocidad del motor de inducción del rotor bobinado usando la variación del rotor resistencia.
El método convencional para la variación de la resistencia del rotor se hizo insertando un reóstato variable en serie con el bobinado trifásico del motor. Este método de control de la velocidad tenía problemas y no era económicamente viable. La variación de la resistencia del rotor puede hacerse utilizando dispositivos electrónicos de potencia y este es un método más eficiente. Aquí mostraremos cómo se puede lograr esto.
Concepto básico
El ecuación de par para el motor de inducción polifásico es,
En condiciones normales de trabajo r2/s r1, x1 y por lo tanto la ecuación se convierte,
Esta ecuación muestra que para un par constante, el deslizamiento es directamente proporcional a la resistencia del rotor. Si se aumenta la resistencia en el circuito del rotor, el deslizamiento aumenta y la velocidad del rotor disminuye. Este método sólo es aplicable a motor de inducción de rotor bobinado.
De la figura 1 se desprende claramente cómo varía la velocidad con el cambio de la resistencia del rotor.
En condiciones normales de funcionamiento, el deslizamiento aumenta con el incremento del par, por lo que obedecen a una característica lineal. Para un fijo curva de cargala velocidad es descendente desde n1 a n4. A partir de esta cifra también podemos obtener el par máximo al inicio de la resistencia r2. Por lo tanto, este método tiene la ventaja de lograr el máximo par en el período de arranque.
Características
Pero el par máximo es independiente de la resistencia del rotor según la ecuación,
Este tipo de control de velocidad se utiliza cuando se requiere el control de velocidad intermitente.
Tiene algunos inconvenientes
- El reóstato que se utiliza para variar la resistencia por fase provoca un desequilibrio en el rotor.
- Las resistencias generan enormes pérdidas y generan calor en el sistema.
- En el caso de una máquina grande, el tamaño del reóstato será grande y en tal caso no es fácilmente transportable.
- Requiere más mantenimiento, por lo que el costo asociado es mayor.
- Este método no puede utilizarse para automatización industrial ya que tenemos que cambiar manualmente el valor de la resistencia.
Los problemas mencionados anteriormente pueden eliminarse fácilmente utilizando la Modulación de Ancho de Pulso (PWM), o la Modulación de Duración de Pulso (PDM) con el puente rectificador y un transistor de conmutación.
La resistencia de los rotores también puede variarse de forma continua mediante el circuito que se muestra en la figura (a). El voltaje de salida de CA del rotor se rectifica mediante puente de diodos rectificadores y alimentado a una combinación paralela de resistencia R y a semiconductor transistor de conmutación Tr. El valor efectivo de la resistencia a través de la terminal A y B, es decir, RAB es variada por el ciclo de trabajo variable de la transistor Trque a su vez varía la resistencia del circuito del rotor. Inductancia se añade al circuito para reducir el rizado y la discontinuidad en la corriente de enlace de cc Id. La forma de onda de la corriente del rotor se muestra en la fig.(b) cuando se descuida la ondulación. Por lo tanto, la valor rms de la corriente será
La resistencia entre el terminal A y B será cero cuando el transistor esté encendido y será R cuando esté apagado. Por lo tanto, el valor medio de la resistencia entre los terminales viene dado por
Donde, es la relación de servicio del transistor.
La energía eléctrica consumido por el RAB La resistencia por fase es
De esta ecuación podemos sugerir que la resistencia del circuito del rotor por fase se incrementa en 0,5(1-)R. Por lo tanto, la resistencia total del circuito puede ser evaluada.
Por lo tanto, la resistencia total del rotor varía de Rr …a 0.5(1-)R como varía de 1 a 0.
Ventajas del control de la velocidad del motor de inducción mediante dispositivos estáticos
- Suaves variaciones de la resistencia del rotor.
- La simplicidad de operación usando control de bucle cerrado.
- Respuesta rápida del sistema.
- La resistencia del rotor desequilibrada puede ser eliminada usando dispositivos electrónicos de potencia.
Conclusión
Aunque el método de control de la velocidad del motor de inducción El uso de esta tecnología es eficiente, pero como estamos usando la resistencia para controlar la velocidad del motor aquí también se producen pérdidas resistivas, lo que causa un efecto de calentamiento innecesario en el motor y también reduce la eficiencia en cierta medida. Por eso no puede funcionar en funcionamiento continuo, se utiliza en la aplicación intermitente como grúas puente, fluctuaciones de carga, etc.
