Variadores De Velocidad

VARIADORES DE VELOCIDAD

Ciclo: “Sistemas de Regulación y Control Automáticos”

Modulo: “Desarrollo de sistemas de medida y regulación”

1. Principios de un motor asincrono

1.1. Circuito magnético

La parte fija del circuito magnético (estator) es un anillo cilíndrico de chapa magnética ajustado a la carcasa que lo envuelve. La carcasa tiene una función puramente protectora. En la parte interior del estator van dispuestos unas ranuras donde se coloca el bobinado correspondiente.

En el interior del estator va colocado el rotor, que es un cilindro de chapa magnética fijado al eje. En su periferia van dispuestas unas ranuras en las que se coloca el bobinado correspondiente.

El entrehierro de estos motores es constante en toda su circunferencia y su valor debe ser el mínimo posible

1.2. Circuitos eléctricos

Los dos circuitos eléctricos van situados uno en las ranuras del estator (primario) y otro en las del rotor (secundario), que esta cortocircuitado.

El rotor en cortocircuito puede estar formado por bobinas que se cortocircuitan en el exterior de la maquina directamente o mediante reostatos; o bien, puede estar formado por barras de cobre colocadas en las ranuras, que han de ser cuidadosamente soldadas a dos anillos del mismo material, llamados anillos de cortocircuito. Este conjunto de barras y anillos forma el motor jaula de ardilla

También existen motores asíncronos monofásicos, en los cuales el estator tiene un devanado monofásico y el rotor es de jaula de ardilla. Son motores de pequeña potencia y en ellos, en virtud del Teorema de Leblanc, el campo magnético es igual a la suma de dos campos giratorios iguales que rotan en sentidos opuestos.

1.3. Velocidad de un motor asíncrono.

Si conectamos tres bobinas alimentadas por una red trifásica cada una a una fase en el interior se crea un campo magnético giratorio de 3000 rpm.

E realidad un motor puede configurarse de tal modo que hay más bobinas de modo si introducimos dos bobinas de cada fase repartidas reducimos la velocidad a 1500 rpm.

Igualmente en el estator de un motor asíncrono se introducen bobinas en el estator de modo que pueden formarse 1, 2, 3 o 4 polos por fase. Dependiendo de eso se producirá una velocidad del campo magnético.

La velocidad de rotación del campo magnético o velocidad de sincronismo está dada por:

donde fe es la frecuencia del sistema, en Hz, y p es el número de pares de polos en la máquina. Estando así la velocidad dada en revoluciones por minuto (rpm).

http://www.tuveras.com/maquinaasincrona/motorasincrono1.htm

El motor nunca alcanza la velocidad de sincronismo pues si lo alcanzase el par motor sería 0 y el motor tendería a pararse. La diferencia entre la velocidad del rotor y el campo magnético expresada en tanto por uno se conoce como el deslizamiento. Normalmente el motor trabajando en vacío su velocidad es prácticamente la velocidad de sincronismo.

Por lo tanto la velocidad de un motor en carga se puede expresar mediante la siguiente formula:

1.4. Conexión de los devanados.

1.5. Cambio de sentido de giro de un motor.

Intercambiando dos fases cambia el sentido de giro del campo magnético del estator y por lo tanto el sentido de giro del motor.

1.6. Variación de la velocidad de un motor asincrono.

Basado en la formula de la velocidad de un motor asíncrono podemos ver que se puede variar la velocidad básicamente de dos modos diferentes:

- Variando el nº de polos. Si la frecuencia es constante la velocidad sincrónica del campo magnético giratorio se modifica por saltos y en razón inversa al número de pares de polos. Un ejemplo de esto es el motor Dahlander que permite dos tipos de conexiones con dos tipos diferentes de número de polos.

- Variando la frecuencia. Eso se realiza con variadores de velocidad.

1.7. Constitución de un motor asíncrono trifásico.

1.8. Tipos de motores.

http://www.tuveras.com/lineas/lineas.htm

2. Variador de velocidad.

2.1. Definición.

Un variador de c.a.. es un dispositivo utilizado para controlar la velocidad de rotación de un motor de c.a. o de inducción. Este tipo de motores también se conocen como motores asíncronos o en jaula de ardilla.

El variador de velocidad se coloca entre la red y el motor. El variador recibe la tensión de red a la frecuencia de red (50Hz) y tras convertirla y después ondularla produce una tensión con frecuencia variable. La velocidad de un motor va prácticamente proporcional a la frecuencia.

Además de cambiar la frecuencia, el variador también varía el voltaje aplicado al motor para asegurar que existe el par necesario en el eje del motor sin que surjan problemas de sobrecalentamiento.

2.2. Aplicaciones de los variadores de frecuencia

Los variadores de frecuencia tienen sus principales aplicaciones en los siguientes tipos de máquinas:

• Transportadoras. Controlan y sincronizan la velocidad de producción de acuerdo al tipo de producto que se transporta, para dosificar, para evitar ruidos y golpes en transporte de botellas y envases, para arrancar suavemente y evitar la caída del producto que se transporta, etc.

• Bombas y ventiladores centrífugos.

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