Estudio teórico y experimental del motor de reluctancia

Abstract

La importancia de los motores de potencia fraccionaria y de pequeña potencia (algunos HP) es, en 1a actualidad un hecho evidente. Estos tienen interesantes aplicaciones, tanto en dispositivos de control automático como en la industria. Un tipo de motor que se presta para aplicaciones en pequeña potencia y en sistemas que requieren de una velocidad constante, es el llamado "Motor de Reluctancia". Las normas A.S.A. definen el motor de reluctancia como sique: "Un motor de reluctancia es un motor síncrono similar en construcción al motor de. Inducción, en el cual el miembro que lleva el circuito secundario tiene polos salientes, sin excitación de corriente continua. Arranca como motor de inducción, pero funciona normalmente a la velocidad síncrona". Se sabe que, en ausencia del campo de excitación, un motor síncrono reduce grandemente su potencia desarrollada (en un 75, aproximadamente), debido a que sólo existe el torque de reluctancia. Por esta- razón, un motor de reluctancia tiene mayor tamaño que un motor síncrono que desarrolla la misma potencia y velocidad, además, el motor de reluctancia tiene bajo factor de potencia. Sin embargo, estas des ventajas se compensan con la sencillez de su construcción, pues no necesita de anillos deslizantes ni escobillas, lo cual da lugar a una operación prácticamente libre de mantenimiento. El motor de reluctancia es pues, por lo general, una máquina de pequeña potencia, aunque también se han construido motores de reluctancia polifásica de hasta 150 HP. Lo que se desarrolla en las siguientes páginas es un estudio teórico-experimental del motor de reluctancia. El estudio teórico parte poniendo los principios y métodos bajo los cuales se obtiene el modelo paramétrico de un convertidor electromecánico. La aplicación de los principios y métodos mencionados al análisis del fenómeno electromecánico en el motor de reluctancia permitirá conocer sus características y condiciones de operación. Las consideraciones asociadas al diseño y construcción de la máquina en sí, así como el aspecto económico de su operación (estudio de la eficiencia, factor de potencia, efecto de las pérdidas y el calentamiento, etc.) son aspectos que no desarrollarán en el presente trabajo. En la moderna tecnología, las variadas y clientes aplicaciones- de la máquina eléctrica al campo del control automático, plantea el estudio de su comportamiento dinámico. Otro aspecto del estudio teórico desarrollado es, precisamente, el análisis del estado dinámico- del motor de reluctancia, a partir del cual es posible obtener un diagrama de bloques que represente su operación. También se analiza el problema del arranque y puesta en sincronismo de la máquina. La fase experimental comprende la realización de ciertas pruebas- sobre un motor de reluctancia (configurado en la “Máquina Generaliza da MAWDSLEY'S S.O.S.” del laboratorio) que permitirán conocer el valor de los parámetros de dicho motor. El experimento hará posible contrastar las predicciones hechas a partir del modelo teórico con los resultados experimentales que se obtengan, así también, podrán establecerse las limitaciones prácticas del modelo mencionado y el rango de operación de la máquina' en estudio. Para terminar, se exponen las conclusiones que pueden deducirse en base al estudio realizado. En cuanto a las unidades, se va a trabajar con las del sistema M.K.S. Racionalizado, cuyo uso es general. El apéndice D contiene un listado de las unidades que se usan en este sistema.