Control de Velocidad en Motores Asíncronos Trifásicos

Introducción

Tradicionalmente, los motores de jaula de ardilla operaban a su velocidad nominal. Los motores con velocidades fijas múltiples utilizaban acoplamiento de polos devanados separados, una técnica que aún se emplea. Actualmente, la variación de velocidad se logra mediante componentes electrónicos, principalmente arrancadores y variadores de velocidad.

Velocidad de Sincronismo

La velocidad de sincronismo de los motores asíncronos trifásicos es directamente proporcional a la frecuencia de la corriente de alimentación e inversamente proporcional al número de pares de polos del estator. Es crucial verificar que el diseño mecánico y eléctrico del motor permita el aumento de velocidad. La fórmula del deslizamiento (s) es: s = (ns - n) / ns, donde ns es la velocidad de sincronismo y n es la velocidad real del motor.

Sistema de Variación de Velocidad

Este sistema alimenta a los motores asíncronos trifásicos de jaula. Convierte la tensión alterna monofásica o trifásica de la red en tensión continua. Un puente ondulador de transistores conmuta la tensión continua para generar impulsos de anchura variable (PWM). El ajuste de la anchura y la repetición de los impulsos regula la tensión y la frecuencia de alimentación del motor, manteniendo una relación constante. La inductancia del motor realiza el filtrado de la corriente.

El control de la modulación se realiza mediante un microprocesador y un circuito integrado de aplicación específica. El par generado permite accionar diversos tipos de máquinas.

Para controlar el par de arrastre, existe una opción que permite el funcionamiento en los cuatro cuadrantes. El convertidor de frecuencia permite que el motor funcione en ambos sentidos de giro y ofrece la opción de frenado. La frecuencia de salida puede ser superior a la frecuencia de alimentación.

El variador también funciona como arrancador o ralentizador para el arranque y la parada progresiva del motor.

Integra la protección térmica del motor y la protección contra cortocircuitos. La interacción con el operador se simplifica gracias a diodos electroluminiscentes y visualizadores de siete segmentos, que facilitan la puesta en servicio y la interconexión con un microprocesador (tipo PC). La comunicación puede realizarse mediante un enlace serie o un bus multipunto.

Composición

Los arrancadores y variadores de velocidad electrónicos generalmente integran los siguientes módulos en una misma envolvente:

• Un módulo de control que gestiona el funcionamiento del aparato electrónico.
• Un módulo de potencia que suministra energía eléctrica al motor.