REGULACION DE VELOCIDAD EN LOS MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA

1. Velocidad en los motores de corriente alterna: aumentando el número de polos de un motor se influye en la velocidad del motor, que se determina por la formula:

F = P * (n/60)

La frecuencia F a la que trabaja un motor viene dada por el numeró de pares de polos P multiplicado por la velocidad del motor contado en revoluciones por minuto (r.p.m) divido por 60.

Por tanto, si quiere saber a qué velocidad en r.p.m. funciona un motor bastará con transformar

La fórmula anterior en:

n = (60.F) / P

El número de r.p.m., a que gira un motor, depende de la frecuencia de trabajo multiplicado por 60, dividido todo ello,

por el número de pares de polos que tenga el motor. 

1. Conmutación de polos.

En consecuencia; la velocidad de giro de un motor no depende en nada del voltaje de  funcionamiento, y como el valor de la frecuencia de red es inalterable, para cambiar la velocidad  de un motor solo se puede hacer, cambiando el número de polos que tiene el motor.

Los motores de dos velocidades, por tanto, llevan tomas intermedias de los pares de polo, a la caja de bornes; para que, con la ayuda de conmutadores especiales, poder alterar las entradas y salidas de la corriente a cada par de polos del motor. Consecuentemente el número de revoluciones se verá alterada por la posición del conmutador de polos. Todos los motores de dos velocidades, llevaran en la caja de bornes, el doble de conexiones de un motor de una sola velocidad.

En la tabla I puede verse como los motores europeos, que trabajan a una frecuencia de 50 Hz, son más lento que los del continente americano que trabajan a 60 Hz; también se observa, que para conseguir velocidades mayores, como por ejemplo; las que se necesitan en el radar, donde se emplean frecuencia de 400 Hz; con lo que se consiguen motores de rotor muy rápidos.

 

Cuanto más velocidad tenga un motor, y en consecuencia, ser menor el número de polos, más económico de precio será el motor, pues las dimensiones también son menores.

A igual velocidad las dimensiones del motor aumenta con la potencia que desarrolle.

2. Variacion de frecuencia.

 Hoy día ya es posible cambiar la velocidad e los motores, sin necesidad de variar el número de  pares de polos; en la fórmula se observa que si el valor de la frecuencia en vez de tener un valor fijo de 50 o 60 Hz, se pudiera variar este valor; entonces se obtendría valores diferentes del número de r.p.m., del motor. Esto se realiza con los variadores de velocidad estáticos.

Pequeños dispositivos electrónicos que se intercalan entre el interruptor y el motor; con el que fácilmente se puede actuar sobre la frecuencia para variar la velocidad del motor sin necesidad de complicados conmutadores de polos.

En la figura 1, puede verse un variador de velocidad, aplicable a motores trifásicos, con rotor de jaula de ardilla, y con una potencia comprendida entre 370 W y 17 KW.

 

4. FUNCIONAMIENTO DEL REGULADOR DE VELOCIDAD

La corriente alterna trifásica es rectificada y convertida en corriente continua, y luego, en un circuito inversor, se vuelve a convertir en alterna trifásica. Para que la frecuencia pueda ser variable, no se llega a transformar del todo en una corriente lineal, una parte de esta corriente

De entrada se filtra a un circuito intermedio que regula la salida.

La relación entre el voltaje y la frecuencia debe de mantenerse constante para que el motor conserve su par de fuerza contante, independientemente de la velocidad. Esto quiere decir que se cambia la tensión y la frecuencia en la misma proporción.

En la figura 2 se ha representado en esquema de bloques los cuatro circuitos principales que lleva un variador de velocidad: Rectificador, circuito intermedio, inversor y circuito de regulación.

 

 TEMA 7 REGULACION DE VELOCIDAD EN MOTORES DE C.A.:

(n=60*f/p) modificando la frecuencia o el numero de pares de polos de la maquina, se cambia la velocidad de giro.

VARIACION DE VELOCIDAD POR CAMBIO DEL NUMERO DE PARES DE POLOS: se puede definir en el momento de la construccion del devanado del motor. si se hace para diferentes velocidades, su caja de bornes se puede elegir la velocidad de funcionamiento.

1-motor con devanados separados.

2-devanados compartidos o con tomas intermedias. en ningun caso el numero de pares puede ser inferior a 1.su velocidad maxima sera 3000 r.p.m.solamente pueden funcionar a las velocidades para las que han sido diseñadas de fabrica.

ARRANQUE DE UN MOTOR DE DOS VELOCIDADES CON DEVANADOS INDEPENDIENTES: dispone de dos devanados independientes cada uno diseñado para un numero de polos.en ningun caso los dos devanados pueden conectarse a la vez es necesario el enclavamiento mecanico entro ambos contactores.

ARRANQUE DE UN MOTOR DE DOS VELOCIDADES CON DEVANADOS CON TOMAS INTERMEDIA (DAHLANDER):utiliza el mismo devanado para conseguir dos o mas velocidades. dispone de 6 puntos de conexión. depende como se conecte ira a

una velocidad u a otra. velocidad lenta (vertical) velocidad rapida (vertical pero por devanados traseros y con los delanteros con una xapa conectora en horizontal)

22.2 VARIACION DE VELOCIDAD POR VARIADORES DE FRECUENCIA

Otra forma de variar la velocidad de un motor de C.A es mediante variadores de frecuencias, cambiando la frecuencia de su alimentación. Se utilizan con maquinas convencionales, que no necesitan devanados especiales. Trabajan entre una frecuencia mínima y otra máxima, pudiéndose regular en todo el rango con suma facilidad. Disponen de un modo de funcionamiento, que permite observar algunos parámetros y magnitudes eléctricas del motor, como: tensión en bornes, velocidad estimada, estado térmico del variador, corriente consumida, tensión de la red.

Programación de los variadores de frecuencia

Se puede programar de varias formas: -desde un pequeño panel de operación que incorpora el variador -Mediante un terminal de programación externo que se adquiere por separado y permite la programación avanzada. -O desde un ordenador personal a través de un cable de conexión específico y un software de parametrizacion.

Parámetros que se pueden ajustar y programas del variador

Ajustes de fabrica: pone todos los parámetros del variador a valores de fabrica

Rampa de aceleración: es el tiempo en segundos que se emplea para que el motor consiga la velocidad programada

Rampa de desaceleración: es el tiempo en segundos para que el motor se pare o consiga otra velocidad programada.

Velocidad máxima: velocidad más rápida a la que se desea que gire el motor

Velocidad mínima: velocidad más lenta a la que se desea que gire el motor

Velocidades preseleccionadas: conjunto de velocidades que programa el operario y después se controlan mediante entradas lógicas o por un bus de comunicación

Jog: funcionamiento del motor a impulsos, necesita una velocidad preseleccionada y una entrada lógica con un pulsador o interruptor.

Frenado: permite ajustar el método de frenado q puede ser por inyección de corriente continua o por rueda libre

Conexionado del variador de velocidad Dispone de tres módulos:

-Parte de potencia

-Parte de mando

-Consigna de velocidad

La parte de fuerza se conecta desde la red eléctrica después al variador y la salida del variador al motor, es aconsejable disponer de un dispositivo de protección y el variador de frecuencias. La parte de mando dispone de entradas lógicas para conectar en ellas sensores tipo interruptor y pulsador, se utiliza para la puesta en marcha y parada del motor, inversión de giro, modo jog, etc.