Control de Motores de Corriente Alterna

Asíncronos (de inducción) Reluctancia conmutada Brushless

Máquinas de AC trifásicas simétricas Modelo matemático de una máquina general de AC La primera aproximación al análisis dinámico de las máquinas síncronas fue desarrollado en 1929 por R. H. Park.

En 1942, el método fue extendido por G En 1942, el método fue extendido por G. Kron, aplicable a cualquier máquina de a.c. La aproximación elimina la redundancia de los bobinados polifásicos, sustituyéndolos por un sistema de ejes directos y en cuadratura. Este sistema de referencia podía ser fijado al estator o al rotor. Generalizando, el sistema de referencia podía ser considerado giratorio a una velocidad angular arbitraria k w . Tales sistemas de coordenadas podían ser referenciados al sistema de coordenadas K.

En 1959, Kovács y Rács introdujeron la teoría del vector espacial de la densidad de flujo del entrehierro, como una distribución espacial de carácter sinusoidal. Asumiendo que las corrientes del rotor son iguales a cero, la densidad de flujo es proporcional a las corrientes de excitación en los devanados del estator. Consecuentemente, estas corrientes pueden ser representadas por un vector espacial. El vector espacial ls representa el máximo valor de densidad de flujo.

Para el análisis del modelo matemático, se asume que el estator S de la máquina cilíndrica y que contiene el rotor R es concéntrico, que hay un entrehierro radial y constante entre estos de longitud h, y que tiene una distribución trifásica simétrica. Ambos neutros de los devanados conectados en estrella están aislados, los terminales de los devanados del rotor están cortocircuitados internamente. Ns y Nr son los números de vueltas del bobinado de cada fase.

La permeabilidad de los laminados del estator y rotor es infinita, la saturación, las pérdidas en el hierro, y otros efectos secundarios son ignorados. También se supone que el motor es de dos polos. Con máquinas multipolos, la velocidad de la máquina se reducirá correspondientemente. El campo magnético en el entrehierro de la máquina tiene dirección radial. Por razones de simetría, y en base a la Ley de Kirchoff, las corrientes en el estator son:

mmf Travelling ampere-turns wave

La fuerza magnetomotriz (mmf) es aprox.: La mmf Fs(a,t), es una magnitud física real que se puede medir

La mmf se puede expresar: La onda resultante es la superposición de las mmf del estator y del rotor:

Stator distributed winding

Con esta distribución sinusoidal incremental casi continua, la función es aprox. . El enlace de flujo queda:

Las tensiones de línea a neutro en el circuito del estator son:

Motor de Inducción en régimen estacionario con tensión sinusoidal simétrica

Torque y eficiencia en régimen estacionario

Parámetros de rendimiento

Test para obtener los parámetros de estado estacionario del motor de inducción Mohan, electric drives, chapter 11

Se realiza midiendo la resistencia entre dos fases con el motor desconectado Rs(DC)=R(phase-phase)/2

Q=potencia reactiva medida Lm=inductancia de magnetización

Variación de velocidad, motor de inducción

Variación del deslizamiento Control por variación de la tensión del estator

Control por variación de la resistencia del rotor

Recuperación de potencia en el secundario, o cascada rotórica

Cascada convencional

Cascada con chopper

Variación de la velocidad sincrónica Es un método de regulación muy utilizado para motores de c.a., tanto síncronos como asíncronos. En los síncronos, la w1 está estrictamente ligada a la frecuencia de la alimentación, y En los asíncronos en menor grado debido al deslizamiento.

A partir del circuito equivalente del motor asíncrono:

Funcionamiento con tensión/frecuencia del estator proporcionales Se puede observar en la ec. anterior que el flujo máximo para un motor dado, es proporcional al cociente:

Variación de la frecuencia del estator con b>1 El par máximo a la velocidad base es:

Funcionamiento a flujo constante

Variación por método tensión-frecuencia extendido