Arranque electrónico de un motor síncrono

Abstract

El presente trabajo se dedicará exclusivamente al estudio general de un control que permitirá el arranque de un motor síncrono, que como se sabe carece de un par propio en el arranque. El diseño de este control se efectúa utilizando un control estático; es decir usando elementos transistorizados y C.I. que realizan las funciones lógicas, así como circuitos de propósitos especiales. Los contactores electrónicos son mucho más rápidos que los magnéticos, pero los magnéticos no dejan de ser útiles en ciertas partes del circuito que, por simplicidad, vulnerabilidad y sobrevoltajes transitorios, lo usaremos durante el diseño. La implementación de este consistirá en un circuito electrónico que permita el arranque automático de un motor síncrono. Los sistemas de protección del motor se dejaron como un complemento, aunque estos son muy importantes. El Trabajo ha sido dividido en 6 Capítulos; en el primer Capitulo se da una descripción general del desarrollo de este. En el segundo Capítulo se hace un análisis teórico de un motor de rotor cilíndrico y rotor de polos salientes demostrando la carencia de par en el arranque. En el tercer Capítulo se continúa analizando teóricamente las características del motor síncrono. Se demuestra la necesidad de arrancar al motor como un motor de inducción. El rotor debe incluir jaula de ardilla, ya que de este modo presentará torque en el arranque. El motor es arrancado como un motor de inducción generando un torque asíncrono hasta el momento de puesta en paso o en paso o en sincronismo. En la segunda parte de este Capítulo se hace un análisis de las condiciones fundamentales que debe tener el motor en la puesta en paso o en sincronismo. Se demuestra que los parámetros que debe tenerse en cuenta son: El deslizamiento, el ángulo entre el rotor y el estator, la relación de torque máximo de sincronismo a torque de carga, la constante de tiempo (RL) del circuito excitatriz, que se traduce en una demora de aplicación del torque síncrono. En el Cuarto Capitulo, con el conocimiento de las necesidades de un motor síncrono en el arranque se diseña un circuito electrónico capaz de arrancar electrónicamente al motor, este circuito fue implementado y probado experimentalmente en el laboratorio de máquinas de la Universidad (máquina generalizada the students' demostration set). El diseño de los circuitos de velocidad como ángulo apropiado es realizado mediante tecnología de estado sólido; los componentes que se usan son los que existen - en el mercado. En el apéndice se incluyen las características de estos. Se utilizan contactores magnéticos para los comandos, conformando de esta manera un circuito hibrido. En la parte final de este Capítulo se hace el diseño del circuito general para el arranque, estos comprenden compuertas 1ógicas, contactores magnéticos y los circuitos especiales. El Capitulo V describe los sistemas de protección que debe tener un motor síncrono para alargar la vida como para evitar danos del motor. Como un motor síncrono debe incluir jaula de ardilla en su rotor, también debe disponer de un control de temperatura de este devanado, ya que es muy susceptible a efectos térmicos, esto puede ser efectuado mediante un relé térmico o un control electrónico. Se diseña el control electrónico en diagrama de bloques. La protección de sobrecarga, pérdida de sincronismo, con la excitación DC aplicada, es descrito en este Capitulo El control automático de un motor síncrono se efectúa en algunos diseños de motores por medio de contactores magnéticos. El control de velocidad es efectuado por medio de un relé de control utilizando exclusivamente relé. El control automático que utiliza dispositivos electrónicos es usado en los últimos anos en el diseño de motores por ser más económico, por facilidad de implementación, así como facilidad en el ajuste de los parámetros. El procesamiento de la señal es efectuado por circuitos electrónicos, y los mandos por medio de contactores magnéticos ya que son más robustos, de tal manera que se - emplea un circuito hibrido. Actualmente el Perú está fabricando motores de inducción y CC (Delcrosa); pero no se fabrican motores síncronos; posteriormente quizás incrementen su línea de producción; y este trabajo contribuirá al desarrollo tecnológico nacional.