Maquinas electricas

3.- EXPERIENCIAS DE MAQUINAS ELECTRICAS

3.2.-

EXPERIENCIA N°4: MAQUINA DE INDUCCION

A.-

INTRODUCCION

El motor de inducción trifásico es, por un considerable margen, el motor de C.A. más ampliamente utilizado. Su construcción es simple y requiere poca mantención. El motor con rotor del tipo “jaula de ardilla” conectado directamente a la red es generalmente el elegido cuando serequiere velocidad sustancialmente constante. No obstante, la electrónica de potencia permite hoy día disponer de fuentes de tensión de magnitud y frecuencia ajustables, lográndose así un fácil control de velocidad de motores de jaula, cubriendo campos de aplicación que antes eran propios de los motores de CC. Existen también diseños especiales de motores de inducción, útiles para determinadasaplicaciones. Por ejemplo, se fabrican motores con doble jaula o con “barras profundas”, que permiten lograr un elevado torque de partida y baja corriente de partida, debido a que en el transitorio de arranque la alta frecuencia en el rotor provoca una alta resistencia rotórica. También se fabrican motores de rotor bobinado, los que se usan cuando las condiciones de partida resultan severas, pues permitenadicionar resistencias en serie con los enrollados del rotor, para lo cual dicha máquina debe disponer de anillos rozantes. No obstante, también estos tipos de motores están siendo reemplazados por motores de jaula de ardilla controlados electrónicamente. Por otra parte, la máquina de inducción conectada a la red y movida por una máquina motriz a velocidad mayor que la síncrona, entrega potenciaa la red, comportándose como generador de inducción. Los objetivos más importantes de esta experiencia son: 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Conocimiento de las características constructivas y de la disposición de los distintos elementos de la máquina. Destacar las características no eléctricas de la máquina, como son las mecánicas, las térmicas y las aplicaciones de la máquina. Conocimiento práctico de lamáquina de inducción y dominio de la operación de máquinas de inducción de jaula de ardilla y/o de rotor bobinado. Verificación de la teoría, validez y limitaciones de los modelos considerados y de las relaciones de ellos obtenidas. Conocimiento de las curvas características de la máquina de inducción, operando como motor y como generador. Introducir al alumno en el conocimiento de los valores yrangos típicos, relacionados con máquinas de inducción. Dominio de los distintos sistemas de partida de motores de inducción (directo, estrella-delta, con resistencias adicionales en rotor para caso de rotor bobinado, y electrónico o partidor suave).

8)

Conocimiento de los sistemas de control, de velocidad y/o torque, en particular control electrónico.

En el laboratorio se ensayarán métodosde partida, se harán pruebas para determinar los parámetros del circuito equivalente y se obtendrán las características de funcionamiento típicas del motor de inducción trifásico. La carga mecánica se simulará con un generador de C.C. de excitación independiente, alimentando una resistencia R variable (ver Fig. 4.1). Adicionalmente, se experimentará el control de velocidad de un motor de jaula deardilla, mediante un variador electrónico de frecuencia.

R

Red trifásica

Motor de inducción

Generador de CC

Fig.4.1. Grupo Motor Generador de CC. Antes de describir el trabajo de laboratorio propiamente tal, se indican los aspectos fundamentales del control electrónico de velocidad de motores de inducción trifásicos.

B.-

CONTROL ELECTRONICO DE VELOCIDAD La velocidad de unmotor de inducción trifásico, o velocidad del rotor, está dada

por: nr = (1 – s ) ns [rpm] donde s es el deslizamiento (el que vale aproximadamente cero si el motor está en vacío, sin carga mecánica) y ns es la velocidad sincrónica o del campo magnético rotatorio, que depende de la frecuencia f [Hz] del voltaje de alimentación y del número de polos p del motor, en la forma: ns = (120 f / p)...