Variadores De Velocidad

VARIACIÓN DE VELOCIDAD
EN CORRIENTE ALTERNA

Agradecemos a los Sres. Luis Mazzeo y Fernando Bertolotti, alumnos de la facultad de
Ingeniería de la Universidad de Buenos Aires por habernos permitido utilizar su trabajo final
de Ingeniería Electricista referido a aplicación de variadores de velocidad como base para la
confección de este apunte

1.

LAS MÁQUINAS ELECTRICAS

1 . LASMÁQUINAS ELECTRICAS
1.1. Definición
Las máquinas eléctricas transforman la energía mecánica en eléctrica o viceversa, mediante
el acoplamiento inductivo de dos circuitos eléctricos a través de un campo magnético.
Según el tipo de conversión de energía que realizan se clasifican en:
• Transformadores: transforman energía eléctrica en energía eléctrica
• Motores: transforman energía mecánica enenergía eléctrica.
• Generadores: transforman energía mecánica en eléctrica
Los motores y generadores se denominan máquinas eléctricas rotativas, pues constan de
una parte fija (estator) y una parte móvil (rotor) a la cual se acopla el eje de rotación.
Además, puesto que el acoplamiento entre las partes se produce a través del campo
magnético, siempre hay una parte de la máquina en la que seproduce un campo a través de
la alimentación eléctrica (inductor) y otra en la que se utiliza ese campo para producir el
efecto deseado (inducido).
Existen diferentes tipos de máquinas rotativas según el tipo de tensión eléctrica aplicada y
obtenida y el principio de funcionamiento. Los tipos principales son:
−
−
−
−

Máquina de CC (CC en estator y rotor)
Máquinas sincrónicas (CC en rotory CA trifásica en estator)
Máquinas asincrónicas (CA polifásica en rotor y estator)
Máquinas monofásicas (CA monofásica en estator y variable en rotor).

1 .2. Potencia
En una máquina eléctrica siempre hay dos tipos de potencia involucradas: eléctrica y
mecánica.
La potencia eléctrica(Pelec) se expresa como:
Pelec = U . I . cos ϕ
Pelec =

3 .U

L

.I

L

Para circuitosmonofásicos
. cos ϕ

Para circuitos trifásicos

y se mide en watt [w] o kilowatt [kw].
La potencia mecánica (Pmec) depende del par y la velocidad y suele expresarse para el caso
de un eje giratorio, de la siguiente forma:

VARIACION DE VELOCIDAD EN CORRIENTE ALTERNA

2/2

1.

LAS MÁQUINAS ELECTRICAS
Pmec = T × Ω

Donde:
T: es el par mecánico en el eje, que se mide en N.m (Newton . metro)Ω: es la velocidad angular en radianes por segundo.
De acuerdo a esta fórmula la Pmec resulta en watt. Sin embargo, es frecuente en la práctica
encontrar otras unidades, tales como HP (Horse Power) o CV (Caballo Vapor):
1 HP = 746 W
1CV= 735 W
Es común que para el caso de motores la selección se haga en estas unidades.
Es frecuente expresar la velocidad en r.p.m. (revoluciones por minuto)en cuyo caso se la
denomina con la letra n: La relación entre la velocidad en radianes y la velocidad en r.p.m.
está dada por la fórmula:
Ω=n⋅

2π
60

En toda máquina eléctrica existen pérdidas de distinto tipo entre ellas:

Tipo
Eléctricas
Magnéticas

pérdida
Efecto Joule
Histéresis
Corrientes parásitas

Mecánicas

Fricción
Ventilación

Lugar
Bobinados
Núcleos magnéticosMateriales magnéticos no
laminados
Acoplamientos mecánicos
Partes rotantes

Estas pérdidas hacen que la potencia obtenida sea menor que la potencia entregada,
resultando el rendimiento que se obtiene como el cociente entre lo que se obtiene respecto a
lo que se entrega para obtenerlo:

η=

Potencia obtenida
Potencia entregada

VARIACION DE VELOCIDAD EN CORRIENTE ALTERNA

3/31.

LAS MÁQUINAS ELECTRICAS
1 .3. Los generadores eléctricos

Un generador se alimenta con energía mecánica a fin de obtener energía eléctrica. Hay que
suministrarle también una pequeña cantidad de energía eléctrica (Pcpo) para que pueda
generar el flujo magnético que luego producirá inducción de f.e.m. (fuerza electromotriz).

pérdidas

Pmec

GENERADOR
Pelec

Pcpo
Figura...