Modelo y análisis general de maquinas eléctricas incluyendo armónicos especiales de campo magnético

Abstract

El presente trabajo está dirigido a examinar las transformaciones que faciliten el análisis transitorio de la máquina de inducción, en la que son considerados los armónicos espaciales de campo magnético, determinándose el efecto que tienen estas transformaciones en las ecuaciones y las simplificaciones que puedan brindar al estudio. Como se sabe el campo magnético en el entrehierro de una máquina rotativa no es perfectamente sinusoidal y esto es debido principalmente a la distribución no sinusoidal del bobinado y a la variación de la permeancia, producida por la existencia de las ranuras. Entonces este campo magnético podrá ser desarrollado en una serie de armónicos, los cuales, a su vez, serán incluidos en los modelos obtenidos. En primer lugar, se plantean las ecuaciones de fase de una quina general de m-n fases haciendo uso de la teoría de los circuitos acoplados, en el que todos los armónicos de campo son considerados o tomados en cuenta, a través de las expresiones obtenidas para las inductancias. El modelo así obtenido será aplicable tanto para el motor de rotor bobinado como para el motor de rotor tipo jaula de ardilla con o sin el número de barras rotóricas por par de polos estatóricos entero. Luego es aplicada la transformación polifásica a bifásica α-β-o al estator y al rotor de la máquina, obtiene como resultado circuitos componentes α-β y un circuito componente cero, en donde cada uno de estos circuitos agrupa una cantidad de armónicos con la posibilidad de la interacción entre armónicos dentro de cada grupo o circuito. Finalmente, sería aplicada la transformación d-q-o al rotor cuando solo un armónico (el más importante) de cada circuito componente es considerado. Se observará entonces que el empleo de uno u otro de los modelos obtenidos de la aplicación de las transformaciones, estará sujeto a un análisis previo de las interacciones existentes entre los armónicos, que dan como resultado los torques asíncronos y síncronos, dicho análisis es desarrollado en estado estable.