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Capítulo 16:

 Operación del variador de velocidad. Apendice A

Apendice A

Principios de operación del variador de velocidad

Frecuencia del rotor y fuerza electromotriz inducida

Un motor de inducción trabaja con base en los voltajes inducidos en el rotor. Lo mismo que un transformador, el primario (Estator) induce un voltaje en el secundario (rotor), pero a diferencia del transformador, la frecuencia en el secundario no es necesariamente la misma frecuencia que hay en el primario.

Si el rotor de un motor bipolar de 50 ciclos esta en reposo, y se aplica una corriente de 50 ciclos al estator, el Flujo de un polo N cortará cada uno de los conductores del rotor 50 veces por segundo y otras tantas veces el del polo S, ya que ésta es la velocidad del campo giratorio. Si el estator fuese de 4 polos, la velocidad del campo se reduciría a la mitad, pero a cada uno de los conductores le cortaría entonces el flujo de dos polos N y de dos polos S, por revolución del campo y, por tanto 50 polos N y 50 polos S en un segundo, igual que cuando el motor era bipolar. En consecuencia, en cada caso, la frecuencia de la corriente del rotor en reposo (S = 1) será la misma. Que la frecuencia del estator, cualquiera que sea el numero de polos.

Si el rotor del motor de 50 ciclos arriba citado girara a la mitad de su velocidad de sincronismo en la dirección del campo giratorio (S = 0.5), cortaran los conductores del rotor justamente a la de los flujos de polos N y S por segundo que cuando estaba en reposo y la frecuencia de la corriente del rotor será por lo tanto, 25 periodos por segundo. Tomando otras velocidades del rotor se llega a determinar que la frecuencia del rotor es: fr= sfe

Donde
: fr = es la frecuencia del rotor.
               s = es el deslizamiento.
               Fe = es la frecuencia del estator.

A1.- Métodos de control de velocidad

Los métodos para controlar la velocidad de un motor eléctrico, varían con el tipo de motor que se desea controlar. Cada método tiene sus propias limitaciones, pero es posible satisfacer los requisitos de cualquier aplicación. En la tabla siguiente aparecen las relaciones entre los diferentes tipos de motores de uso más común, y el tipo de control de velocidad que corresponde a cada uno de ellos.

Operación del variador de velocidad. Apendice A
Operación del variador de velocidad. Apendice A
Frecuentemente, cuando se desea obtener una regulación amplia y progresiva de la velocidad, se emplean motores de corriente directa. Pero, para utilizarlos, Hay que rectificar previamente la corriente alterna de alimentación y ésta rectificación siempre significa pérdidas suplementarias de energía y un aumento del costo. Por esta razón, en numerosas instalaciones regulables, se emplean motores de corriente alterna, que son más económicos, sencillos, y requieren poco mantenimiento.

Los motores de Corriente alterna se clasifica en:
1.- Síncronos.
2.- Asíncronos; estos a su vez se  dividen en:
a) Jaula de Ardilla.
b) De Rotor Devanado.
c) De Colector.

Por lo general, se emplean motores de inducción de jaula de ardilla o de rotor devanado. Los motores Síncronos se emplean frecuentemente en las instalaciones de mediana y gran potencia, que no exigen una regulación de la velocidad. Aunque, por principio, sea posible regular la velocidad de estos motores por variación de frecuencia, se consideran motores de velocidad no regulable.

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