Modelación y simulación máquinas eléctricas

MODELACIÓN Y SIMULACIÓN DE MÁQUINAS ELÉCTRICAS César Galaz Véjar Fernanda Garrido Ortiz Universidad de La Frontera Resumen Los avances en la tecnología y la informática nos permiten hoy en día no solo crear modelos matemáticos que representen sistemas físicos, mecánicos y eléctricos en la realidad, sino que además con estas herramientas es posible simularlos mediante programas comoSIMULINK/MATLAB a fin de conocer en forma teórica el comportamiento de, en este caso, una Máquina Eléctrica de Corriente Continua y una Máquina Eléctrica de Inducción con Rotor Bobinado. Para realizar con éxito el modelo es primordial obtener de manera fidedigna los parámetros que caracterizan a la máquina, a través de pruebas en laboratorio. Luego, para elaborar el modelo matemático es necesario recurrir a labibliografía respectiva para obtener las ecuaciones que describe de mejor forma la máquina eléctrica, en este caso trabajando como motor. A continuación se realiza la programación del sistema que se ha descrito, especificando claramente las variables de entrada, salida y de estado. Antes de obtener resultados es necesario validar el modelo realizando una correlación entre los datos obtenidosexperimentalmente en laboratorio y los entregados por la simulación para ciertos valores específicos. Para finalizar se debe justificar aquellas posibles diferencias entre los resultados teóricos y prácticos, a fin de ratificar la firmeza del modelo obtenido. Abstract Advances in technology and computer science nowadays we allow us not only to create mathematical models that it represent physical,mechanical and electrical system in reality, but also with these tools it is possible to simulate through programs such as SIMULINK /MATLAB in order to know in theoretical form the behavior, in this case, a DC Electric Machine and Induction Electric Machine with Wound Rotor. For creating the model successfully is essential to reliably obtain the parameters that characterize the machine, throughlaboratory tests. Then, to develop the mathematical model is necessary to resort to the respective references for the equations that best describes the electrical machine, in this case working as a motor. The following is the programming of the system described above, clearly specifying the input variables, output variables and the state variables. Before obtaining results is necessary to validate themodel by performing a correlation between data obtained experimentally in the laboratory and delivered by simulation for specific values. Finally we must justify those differences between the theoretical and practical results, to confirm the strength of the model obtained. Palabras clave: Máquina Corriente Continua, Máquina Inducción, Modelo Matemático, Simulación, Parámetros Keywords: DC Machine,Induction Machine, Mathematical Model, Simulation, Parameters

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Introducción

Las máquinas eléctricas son utilizadas hoy en día tanto en el ámbito industrial como doméstico, debido a que su funcionalidad se ha diversificado de tal manera que es posible encontrar, tanto motores como generadores, de las más variadas potencias, velocidades y voltajes nominales. La mayoría de las máquinasutilizadas en la industria son motores, aquellas máquinas que convierten la energía eléctrica en energía mecánica, particularmente rotacional. Cada motor, por lo tanto, posee sus características eléctricas y mecánicas propias y específicas, y por ende la respuesta del sistema tendrá un comportamiento particular y único. El propósito de este artículo es presentar un modelo matemático de las máquinasde corriente continua y de inducción de rotor bobinado, en su función de motor. El punto de partida es obtener los parámetros eléctricos y mecánicos de las máquinas a fin de caracterizarlas. Para ello se realizan diversas pruebas en el laboratorio entre ellas de vacío, rotor bloqueado, cortocircuito, etc. Luego de obtener los parámetros y de definir las funciones que configuran el sistema es...