Estudio del funcionamiento de motores asíncronos en cascada

Abstract

Puesto que el motor de inducción es esencialmente un aparato de velocidad constante, numerosos métodos han sido desarrollados para controlar su velocidad. Hay cuatro métodos simples por las cuales la velocidad de un motor polifásico de inducción puede ser variada: 1. Introduciendo resistencias en el circuito del rotor. 2. Variando la frecuencia de la tensión impresa. 3. Usando una bobina de estatórico el cual pueda ser conectado para diferente número de polea. 4. Por Concatenación, Cascada o conexión en serie para dos o más motores. 1° El primer método requiere de un rotor devanado con anillos deslizantes, los cuales son conectados a través de resistencias apropiad.as durante el arranque y cuando se reduce la velocidad, y son cortocircuitados a velocidad normal. Debido a que el deslizamiento de un motor de inducción varía directamente conforme la resistencia del rotor, para cualquier torque establecido y tensión y frecuencia impresas constante, la velocidad de un motor de inducción puede variar introduciendo resistencias en al circuito del rotor. Al añadir resistencias cambia el deslizamiento al cual ocurre el máximo torque y al mismo tiempo baja su eficiencia. La regulación de velocidad de un motor con resistencias introducidas en el circuito del rotor es pobre. 2° Puesto que la velocidad síncrona de un motor de inducción es dada por: N=120.f/p (A) es evidente que la velocidad puede ser cambiada alterando la frecuencia de la tensión aplicada. Este método tiene un serio inconveniente de que cada motor debe ser usado en unión de un alternador de velocidad variable. La tensión aplicada debe variar también en proporción directa a la frecuencia para guardar la densidad de flujo y la corriente de magnetización a valores normales. 3° La ecuación (A) muestra que la velocidad puede ser variada cambiando el número de polos para el cual el motor es bobinado. Hoy en día los motores de este tipo son generalmente bobinados para dos, tres, cuatro velocidades siendo la mayoría del tipo de dos y tres velocidades. Muchas complicaciones están involucradas en el diseño de estos motores, para guardar el mismo número de vueltas efectivas, para conservar la densidad de flujo y la corriente de magnetización, cerca de valores normales para cada conexión. Las vueltas efectivas pueden ser conservadas muy cercanas a un valor fijado, cambiando la conexión delta a estrella o de la conexión serie a la de paralelo, cuando se cambia el número de polos. Serias complicaciones son evitadas en el cambio de un juego de polos a otre si el rotor es hecho de jaula de ardilla, desde entonces allí no se necesita un cambio en la conexiones del rotor tales como se deben emplear si el rotor es del tipo bobinado. 4° La concatenación es un método fundamental y avanzado de control de deslizamiento por control de la tensión exterior secundaria. Aquí dos motores de inducción son acoplados mecánicamente al mismo eje y son conectados eléctricamente de modo que el segundo motor de inducción recibe su energía de excitación al estator desde el circuito abierto del rotor del primer motor de inducción. Tal es un arreglo en cascada, en el cual la energía de salida de una máquina sirve como de energía de entrada para la segunda. Así, hecha esta breve explicación a cerca de los métodos más simples sobre la forma de variar la velocidad de un motor de inducción, trataremos sobre el estudio de este último método o sea la Concatenación o Cascada; para lo cual he dividido el tema en cuatro capítulos: 1.00 Aspectos Preliminares. 2.00 Análisis de su Operación. 3.00 Circuito Equivalente de Motores Concatenados. 4.00 El Torque y la Distribución de Carga de Motores Concatenados.