Motores eléctricos
Regulación de velocidad de los motores asíncronos trifásicos
Motores de jaula
La velocidad de un motor de jaula, según se ha descrito
anteriormente, depende de la frecuencia de la red de
alimentación y del número de pares de polos. Por
consiguiente, es posible obtener un motor de dos o varias
velocidades mediante la creación de combinaciones de
bobinados en el estator que correspondan a distintos
números de polos.
Regulación de velocidad por deslizamiento
La conexión de una resistencia permanente a las bornas de
un motor de anillos reduce su velocidad de manera
proporcional al valor de la resistencia. Se trata de una
solución sencilla para alterar la velocidad.
Las resistencias “de deslizamiento” pueden cortocircuitarse
en varias posiciones para obtener la regulación discontinua
de la velocidad o la aceleración progresiva y el arranque
completo del motor. Deben soportar la duración del
funcionamiento, especialmente cuando su función consiste
en hacer variar la velocidad. Por este motivo, su volumen al
igual que su coste, puede ser considerable.
Este proceso es sumamente simple y se utiliza con frecuencia.
No obstante, conlleva dos inconvenientes importantes:
– durante la marcha a velocidad reducida, gran parte de la
energía tomada de la red se disipa y se pierde en las
resistencias,
– la velocidad que se obtiene no es independiente de la
carga pero varía con el par resistente que aplica la máquina
al eje del motor. Para una resistencia dada, el deslizamiento
es proporcional al par. Por ejemplo, la bajada de velocidad
que se obtiene mediante una resistencia puede ser del 50%
a plena carga y sólo del 25% a media carga, mientras que la
velocidad en vacío permanece prácticamente invariable.
Si un operador vigila permanentemente la máquina, puede
modificar bajo pedido el valor de la resistencia para
establecer la velocidad de una zona determinada. Esta
práctica funciona en el caso de los pares relativamente
importantes, pero la regulación resulta prácticamente
imposible en el caso de los pares débiles. De hecho, si se
inserta una resistencia muy fuerte para obtener un punto
“velocidad débil a par débil”, la menor variación del par
resistente hace aumentar la velocidad de cero a cerca del
100%. Esta característica es muy inestable.
En el caso de las máquinas con variación particular del par
resistente en función de la velocidad, el ajuste puede ser
igualmente imposible.
Motores de acomplamiento de polos
Este tipo de motores sólo permite relaciones de velocidad de 1
a 2 (4 y 8 polos, 6 y 12 polos, etc.). Consta de seis bornas.
Dependiendo de sus características, los motores pueden ser de
potencia constante, par constante o par y potencia variables.
Para una de las velocidades, la red se conecta a las tres
bornas correspondientes. Para la segunda, dichas bornas
están conectadas entre sí y la red se conecta a las otras tres.
Normalmente el arranque se realiza de manera directa, tanto
a alta como a baja velocidad.
En ciertos casos, si las condiciones de uso lo requieren y el
motor lo permite, el dispositivo de arranque pasa
automáticamente a baja velocidad antes de activar la alta
velocidad o antes de la parada.
Dependiendo de las corrientes absorbidas durante los
acoplamientos a Baja Velocidad o Alta Velocidad, uno o dos
relés térmicos pueden encargarse de la protección.
Generalmente, el rendimiento de este tipo de motores es
poco elevado y su factor de potencia, bastante débil. Cuando
es necesario que varios motores de este tipo funcionen de
manera conjunta, se desaconseja su conexión en paralelo.
De hecho, aunque los motores sean de idéntica potencia y
fabricación, se producen circulaciones de corriente que los
relés de protección no pueden asimilar correctamente.
Velocidad
Zona de
funcionamiento en
deslizamiento
Zona de
aceleración
1
0,75
Curva
natural
del motor
0,50
L3
L2
L1
L3
L2
Motores de devanados estatóricos separados
Estos motores, que constan de dos devanados estatóricos
eléctricamente independientes, permiten obtener cualquier
relación de dos velocidades. Dado que los devanados BV
deben soportar las restricciones mecánicas y eléctricas
derivadas del funcionamiento del motor a AV, sus
características eléctricas dependen de ello. En ocasiones, un
determinado motor funcionando a BV puede absorber una
corriente superior que cuando lo hace a AV.
También es posible obtener motores de tres o cuatro
velocidades mediante el acoplamiento de los polos en uno de
los devanados estatóricos o en ambos. Esta solución
requiere que los bobinados dispongan de tomas adicionales.
L1
2
Motores de anillos
Curva con
resistencia
rotórica débil
Curva con
resistencia
rotórica
importante
0,25
Par
0
una velocidad
0,8
1
1,5
2
Ejemplo de funcionamiento en deslizamiento. Con una máquina que
aplique un par resistente de 0,8 Cn al motor, pueden obtenerse distintas
velocidades, representadas por el signo • en el diagrama.
A igualdad de par, la velocidad disminuye cuando la resistencia rotórica
aumenta.
la otra velocidad
Curva de velocidad/par con resistencias “de deslizamiento”
Motor de acoplamiento de polos
†
0,5
82