CONTROL DE VELOCIDAD EN MOTORES DE INDUCCION MONOFASICOS
La velocidad de los motores de inducción monofásicos se puede controlar de la misma manera que en los motores de inducción polifásicos. Para motores de rotor de jaula de ardilla están disponibles las siguientes técnicas:
Variación
de la frecuencia estatorica Cambio del número de polos Cambio del voltaje aplicado a los terminales Vt
En
los diseños prácticos que se involucran motores de alto deslizamiento, La técnica usual para controlar la velocidad es variar el voltaje en los terminales del motor. Para variar el voltaje aplicado a un motor puede emplearse una de estas tres formas:
Utilizar
Utilizar
un autotransformador para ajustar continuamente el voltaje de línea. Este es el método más costoso de control de la velocidad; se utiliza solo cuando se necesita un control de velocidad muy suave. un circuito SCR o un TRIAC para reducir el voltaje rms aplicado al motor por control de fase ac. Esta técnica corta la onda ac y aumenta tanto el ruido, así como la vibración del motor. los circuitos de control de estado sólido son mucho más baratos que los autotransformadores, por ello son cada vez más comunes. Insertar una resistencia en serie con el circuito del estator del motor. Éste es el método más barato de control del voltaje, p ero tiene la desventaja de que se pierde considerable potencia en la resistencia y reduce la eficiencia de la conversión total de potencia.
También se utiliza otra técnica con los motores de muy alto deslizamiento, como los de polos sombreados. lugar de emplear un En autotransformador separado para variar el voltaje aplicado al estator del motor, el devanado estatorico en si mismo se puede usar como autotransformador.
La fig. muestra una representación esquemática de un devanado estatorico principal con cierto numero de tomas de derivación a lo largo de el. Puesto que el devanado estatorico se halla envuelto alrededor de un núcleo de hierro, se comporta como un autotransformador.
Cuando se aplica el voltaje pleno de línea V a través del devanado principal, el motor de inducción opera normalmente. En cambio que el voltaje pleno de línea se aplica a la toma numero 2,toma central del devanado. Entonces, se inducirá un voltaje idéntico en la mitad superior del devanado por acción del transformador y el voltaje total del devanado será el doble del voltaje de línea aplicado. El voltaje total aplicado al devanado se duplico efectivamente.
En
consecuencia, cuanto menor sea la fracción del devanado total a la cual se aplica tensión, mayor será el voltaje total a través del devanado completo y mayor la velocidad del motor para una carga dada.
Esta
es la técnica estándar utilizada para controlar la velocidad de motores monofásicos en muchas de las aplicaciones en ventiladores y sopladores. Tal control de velocidad tiene la ventaja de que es bastante barato puesto que las únicas componentes necesarias para ello son las tomas sobre el devanado principal del motor y un interruptor normal de múltiples posiciones. Tiene también la ventaja de que el efecto autotransformador no consume la potencia que consumiría la resistencia en serie.
CIRCUITO MODELO DE UN MOTOR DE INDUCCION MONOFASICO El
circuito modelo está basado en la teoría del doble campo giratorio; de hecho un caso especial de esa teoría se desarrollara un circuito equivalente del devanado principal de un motor de inducción monofásico cuando está operando solo. Para analizar un motor monofásico de dos devanados el principal y el auxiliar, es necesario conocer la técnica de componentes simétricas
La mejor forma de comenzar el análisis de un motor de inducción monofásica es considerar el motor con el rotor detenido. En ese momento, el motor parece un transformador monofásico cuyo circuito secundario esta en corto y, por tanto, su circuito equivalente es el del transformador. En la fig. 10-27ª se muestra este circuito equivalente. Donde R1 y X1 son las resistencia y la reluctancia del devanado estatorico, Xm es la reactancia magnetizante y R2 y X2 son los valores de la resistencia y la reactancia del rotor, referidos al estator. Las perdidas en el núcleo de la maquina no se muestran y se agrupan con las perdidas mecánicas y las perdidas misceláneas como parte de las perdidas rotacionales del motor.
Es
posible dividir el circuito equivalente del rotor en dos secciones, cada una de las cuales esta en correspondencia con los efectos de uno de los campos magnéticos. En la fig. 10-27b se muestra el circuito equivalente del motor con los efectos de los campos magnéticos directo e inverso separados.
Supóngase que el rotor del motor comienza a girar con la ayuda de un devanado auxiliar y que este se desconecta después que el motor adquiere velocidad, la resistencia efectiva del rotor de un motor de inducido depende de la cantidad de movimiento relativo entre el campo magnético del rotor y el del estator. Sin embargo en este motor hay dos campos magnéticos y la cantidad de movimiento relativo difiere para cada uno de ellos.
Para el campo magnético directo, la diferencia en por unidad entre la velocidad del rotor y la velocidad del campo magnético es el deslizamiento s. La resistencia del rotor en la parte del circuito asociada al campo magnético directo es 0.5R2/s
El
campo magnético directo rota a la velocidad nsinc y el campo magnético inverso rota a la velocidad nsinc. por tanto, la diferencia total de velocidad en por unidad(sobre la base de nsinc) entre los campos magnéticos directo e inverso es 2. Puesto que el rotor esta girando a una velocidad s menor que el campo magnético directo, la diferencia total de velocidad en por unidad entre el rotor y el campo magnético inverso es 2-s. En consecuencia, la resistencia efectiva del rotor en la parte del circuito asociada al campo magnético inverso es 0.5R2/(2-s). La fig. muestra el circuito equivalente final del motor de inducción
GENERADORES
MONOFÁSICOS
Si
todas las bobinas de armadura se conectan en serie aditiva, el generador tiene una salida única.
La
salida es sinusoidal y en cualquier instante es igual en amplitud a la suma de voltajes inducidos en cada una de las bobinas.
Un
generador con armadura devanada en esta forma es un generador de una fase o monofásico. Todas las bobinas conectadas en serie constituyen el devanado de armadura. En la práctica, muy pocos generadores de c-a son monofásicos, ya que puede obtenerse una mayor eficiencia conectando las bobinas de armadura mediante otro sistema.
OTROS
Entre
TIPOS DE MOTORES
estos tenemos:
Motor de reluctancia motor de histéresis Motor paso a paso Motor dc sin escobillas
MOTOR DE RELUCTANCIA
Un
motor de reluctancia es aquel que depende del par de reluctancia para operar. El par de reluctancia es el par inducido en un objeto de hierro en presencia de un campo magnético externo, que obliga a que el objeto se alinee con dicho campo. Este par ocurre debido a que cuando el campo externo induce un campo magnético interno en el hierro del objeto.
Motores de histéresis Es
un motor que usa el fenómeno de la histéresis para la producción de un par mecánico.
El
rotor del motor es un cilindro de material magnético sin dientes, protuberancias ni devanados. El estator del motor puede ser monofásico o trifásico: pero si es monofásico, se debe usar un condensador permanente con un devanado auxiliar para suministrar un campo tan uniforme como sea posible, puesto que esto reduce la gran pérdida del motor en gran escala.
Cuando se le
aplica una corriente trifásica o monofásica con el devanado auxiliar al estator del motor, aparece un campo magnético giratorio dentro de la maquina. Este campo magnético giratorio magnetiza el metal del rotor e induce polos dentro de él.
Se
puede apreciar las características par-velocidad de un motor de histéresis en la f igura 2 puesto que la cantidad de la histéresis dentro del rotor es particular está en función sólo de la densidad de flujo en el estator y del material del que esta hecho, el par de histéresis del motor es aproximadamente constante a cualquier velocidad entre cero y nsincronica.
El
par de corriente parasita es aproximadamente proporcional al desplazamiento del motor. Estos dos hechos juntos son los culpables de la forma de la característica par- velocidad del motor de histéresis.
Características par-velocidad de un motor de histéresis.
Motor de histéresis con polos sombreados
Motores paso a paso
Un
motor de avance paso a paso es un tipo especial de motor sincrónico diseñado para girar un numero especifico de grados por cada pulso eléctrico recibido de su unidad de control. Estos motores son utilizados en muchos sistemas de control en los cuales regulan la posición del eje u otra pieza de una máquina.
Ejemplo: Un motor de avance paso a
paso trifásico, de imán permanente, requerido para una aplicación particular, debe controlar la posición de un eje a pasos de 7.5 grados y girar a velocidades de hasta 300r/min. Cuantos polos debe tener el motor? A qué velocidad deben ser recibidos los pulsos de control en la unidad de control del motor si debe operar a 300r/min?
Solución:
En
un motor trifásico de avance paso a paso, cada pulso avanza la posición del rotor en 60 grados eléctricos. Este avance debe corresponder a 7.5 grados mecánicos
despejando P
Motores de corriente continua sin escobillas
