A2 Control de velocidad por frecuencia

El variador de frecuencia es un aparato electrónico que permite controlar la velocidad de motores de inducción eléctricos, siendo que el control de velocidad es hecho cambiando la frecuencia de la salida de corriente enviada al motor, en el rango de 0 a 400 Hz. Este variador es alimentado por un sistema trifásico en dos rangos de voltaje: 200 a 240 Volt, 50 y 60 Hz o 380 a 480 Volt, 50 o 60 Hz.

Una excelente forma de controlar la velocidad de un motor de inducción es variando la frecuencia del voltaje de alimentación.

Este método implica disponer de una fuente separada, en donde la frecuencia y la tensión puedan ser variadas simultáneamente y en proporción directa una de la otra; ya que para obtener un flujo permanente en los motores, se deben mantener una relación constante entre la tensión V, y la frecuenta f de la fuente de alimentación, la razón de mantener una relación constante entre la tensión aplicada y la frecuencia de la fuente, es porque el par desarrollado depende de la magnitud del flujo, y existen muchas aplicaciones en donde conservar el par constante, es de especial interés.

La fuente de frecuencia variable puede ser:

a) Grupo Motor - Generador.
b) Conmutatriz o convertidor rotativo.

El primero es un montaje que emplea un motor de corriente directa de velocidad regulable y un generador síncrono acoplado a éste. Variando la velocidad del motor se obtienen variaciones en la frecuencia y como el campo de excitación del generador se mantiene en un cierto valor fijo, todas las variaciones de frecuencia irán acompañadas por cambios proporcionales en la tensión.

En el segundo inciso el convertidor rotativo es una máquina en las que se reúnen las características del montaje motor-generador; transforma la energía de una red de corriente alterna de una frecuencia dada, en energía de otra frecuencia. En ocasiones se encuentran cadenas de regulación de velocidad, en donde motores de rotor devanado se emplean como convertidores de frecuencia.

El motor de rotor devanado puede actuar como un convertidor de frecuencia, ya que al conectar a la red su devanado del estator, el campo giratorio producido induce tensiones en el rotor cuya frecuencia depende del deslizamiento, esto es:



En donde fr es la frecuencia del rotor expresada en ciclos por segundo, f la frecuencia en el estator, misma de la red y S, es del deslizamiento. Así,  a rotor bloqueado (s=1), la frecuencia en el rotor es de la misma red.

Se acostumbra acoplar el rotor del motor de rotor devanado, a un motor que lo impulse, de tal manera, que haciendo girar en contra del campo o en la misma dirección que éste, se obtengan variaciones de frecuencia mayores. La máquina impulsora puede ser un motor de corriente directa con velocidad ajustable, cuando se desean obtener rangos diferentes, o un motor de inducción jaula de ardilla, cuando los valores de frecuencia son fijos.

Bibliografía:

1. Variadores de velocidad para motores de inducción jaula de ardilla de  C.A. trifásicos.
2. Introducción a C.T.
3. Motor Drives - a Technology update.
4. Specifying electric motors.
5. Aplicación de Variadores de frecuencia C.T.
6. TESIS DE: Dr Miguel Ángel Gómez Martínez
Tema de tesis: Ahorro de energía mediante aplicación de variadores eléctricos de velocidad por control de frecuencia. 
7. Paper RVP-AI799-AI-31 Ponencia recomendada por el comité de aplicaciones industriales del capitulo de Potencia del IEEE.

NOTA: Con este capítulo hemos llegado al final del curso.