Motores eléctricos
Motores asíncronos trifásicos
Consecuencias de la variación
de tensión
Rotor de doble jaula
Este es el tipo de rotor más utilizado.
Consta de dos jaulas concéntricas, una exterior de gran
resistencia y otra interior más débil. Al iniciarse el arranque,
dado que el flujo es de elevada frecuencia, las corrientes
inducidas se oponen a su penetración en la jaula interior.
El par que produce la jaula exterior resistente es importante
y se reduce la corriente solicitada.
Al finalizar el arranque, la frecuencia disminuye en el rotor
y se facilita el paso del flujo a través de la jaula interior.
El motor pasa a comportarse como si constara de una sola
jaula poco resistente.
En régimen estable, la velocidad sólo es ligeramente inferior
a la del motor de jaula simple.
Velocidad
Las variaciones de tensión no alteran la velocidad de
sincronización.
Sin embargo, los aumentos de tensión implican la
disminución del deslizamiento en el caso de un motor en
carga. Este fenómeno queda limitado por la saturación de la
máquina. Por el contrario, al disminuir la tensión de
alimentación, el motor gira a menor velocidad.
Consecuencias de la variación
de frecuencia
Rotor de jaula resistente
El rotor resistente existe principalmente en jaula simple. En
general, la jaula queda cerrada por dos anillos de acero
inoxidable resistente. Ciertos motores son de tipo
motoventilado.
El rendimiento de los motores de jaula resistente es inferior,
pero la variación de la velocidad puede obtenerse alterando
únicamente la tensión. Por lo demás, su par de arranque
es bueno.
Par
En los motores asíncronos, el flujo es proporcional a la
corriente para una frecuencia dada. La ley de Ohm aplicada a
un motor da el siguiente resultado:
U
U = LωI + rI o bien I =
Lω + r
L = constante de fabricación
ω = 2πf
r es omisible ante Lω cuando ω es distinto de 0
EL ROTOR BOBINA (ROTOR DE ANILLOS)
Unos devanados idénticos a los del estator se sitúan en las
ranuras de la periferia del rotor, que generalmente es
trifásico.
Una de las extremidades de cada uno de los devanados está
unida a un punto común (acoplamiento en estrella). Las
extremidades libres pueden conectarse a un acoplador
centrífugo o a tres anillos de cobre aislados y solidarios
del rotor.
Varias escobillas de grafito conectadas al dispositivo de
arranque frotan los anillos. Dependiendo del valor de las
resistencias insertadas en el circuito rotórico, este tipo de
motor puede desarrollar un par de arranque que alcanza 2,5
veces el valor del par nominal. La punta de corriente durante
el arranque es prácticamente igual a la del par.
Por tanto, es posible escribir:
U
U
I=
=
2πLf
kf
Para obtener un flujo constante, y por tanto un I constante, es
preciso que la relación U/f se mantenga constante.
Sin embargo, el valor del par de este tipo de motores para
una frecuencia dada se obtiene mediante la fórmula:
C = kφI o bien kI2.
Por consiguiente, es posible trabajar a un par constante
siempre que sea posible aumentar U hasta la tensión
nominal.
Por lo demás, siempre es posible aumentar la frecuencia,
pero, al disminuir la corriente, el par disminuye igualmente.
Corriente de arranque
Varía proporcionalmente a la tensión de alimentación.
Cuando ésta es superior, aumenta la corriente absorbida
durante el arranque.
Con un convertidor de frecuencia, la corriente de arranque es
débil (entre 1 y 1,5 veces la corriente nominal) con respecto a
las soluciones clásicas (de 6 a 8 veces la corriente nominal),
al tiempo que se desarrolla un par de arranque importante.
C
Rotor de jaula simple
Velocidad
Rotor de de jaula doble
La velocidad de sincronización de los motores asíncronos es
proporcional a la frecuencia. Esta propiedad suele utilizarse
para funcionar a muy alta velocidad los motores
especialmente diseñados para una alimentación,
por ejemplo, a 400 Hz (rectificadoras, aparatos de laboratorio
o quirúrgicos, etc.). También es posible obtener una
velocidad variable mediante la regulación de la frecuencia,
por ejemplo, de 6 a 50 Hz (rodillos transportadores, aparatos
elevadores, etc.).
Rotor de jaula resistente
0
N
Curvas de par/velocidad de los distintos rotores de jaula (a Uno)
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†
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