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Curvas de respuesta mecánica
par - velocidad III
Banda de
dispersión
Catálogos comerciales
Curvas de respuesta mecánica
par - velocidad IV
Catálogos comerciales
Par máximo de un motor de
inducción I
jXth
I1
Rth
A
jXR’
IR ’
RR '
S
+
Vth
El par será
máximo cuando
Pg sea máxima,
es decir cuando
se transfiera a
RR’/S la máxima
potencia
B
RR '
2
2
 R th  X th  XR '
S
S T MA X 
RR '
R th  X th  X R '
2
2
Tmax 
TEOREMA
TRANSFERENCIA
MÁX. POT
3  Vth2
2   S  R th  R th2  X th  XR '2 


Par máximo de un motor de
inducción II
Tmax 
3  Vth2
2   S  R th  R th2  X th  XR '2 


RR '
S T MA X 
2
2
R th  X th  X R '
Par
El par máximo NO
depende de la
resistencia
rotórica RR’
Resistencia rotórica creciente
EL deslizamiento al
que se produce el par
máximo SÍ
DEPENDE DE RR’
Esta propiedad se usa para el arranque mediante inserción de resistencias en máquinas de rotor bobinado
S
STMAX3 STMAX2 STMAX1
Ensayo de rotor libre
Condiciones ensayo:
En vacío S0:
Motor girando sin carga
1 - S 
Si S  0 : R R ' 


 S 
V y f nominales
U1(t)
+
I0(t)
+
Xs
W1
A
I0
W2
Z0
+
XR’
Rs
Ife
I
U1
RR’
Rfe
X
Al no circular corriente por RR’ puede considerarse que en
este ensayo las pérdidas en el Cu son sólo las del estator
P0  W1  W2  Pcuest  Pmec  Pfe
Z 0  R 0  jX 0
Impedancia
por fase del
motor
VLínea
3
Z0 
I0

R0 
P0
3  I0
2
X 0  Z0  R 0  X s  X 
2
2
Ensayo de rotor bloqueado I
Condiciones ensayo:
El ensayo se realiza subiendo
gradualmente la tensión de alimentación hasta que la corriente circulante sea la nominal
Rotor bloqueado
V reducida e I nominal
Ucc(t) I (t)
1n
+
+
V
W1
A
W2
+
Tensión de ensayo
muy reducida
Corriente por X
despreciable
Xs
Muy pocas
pérdidas Fe
Se elimina
rama paralelo
Zcc
I1n
Ucc
3
Rfe
despreciable
Rs
XR’
RR’
Se puede despreciar
la rama paralelo
Z cc  R cc  jX cc
R cc  R s  RR '
X cc  X s  X R '
Ensayo de rotor bloqueado II
Xs
Zcc
I1n
Ucc
3
Rs
XR’
Se puede despreciar
la rama paralelo
CÁLCULO PARÁMETROS
CIRCUITO EQUIVALENTE
RR’
Pcc  W1  W2  Pcuest  Pcurot
Ucc
Pcc
3
R cc 
Z cc 
2
I1n
3  I1n
RS Se obtiene por medición directa
sobre los devanados del estator
XS y XR’ Regla empírica según tipo de motor
MOTOR CLASE C:
X S  XR '
X S  0,4  X S  XR ' XR '  0,6  X S  XR '
X S  0,3  X S  XR ' XR '  0,7  X S  XR '
MOTOR CLASE D:
X S  XR '
MOTOR CLASE A:
MOTOR CLASE B:
Ensayo de rotor bloqueado III
CÁLCULO PARÁMETROS
CIRCUITO
EQUIVALENTE
X
Después de aplicar la Regla empírica
anterior para obtener las reactancias
de rotor y estator se aplica el
resultado del ensayo de vacío
X  X0  XS
RR’
Se obtiene restando a RCC (Ensayo de
rotor bloqueado) el valor de RS
(medición directa)
R R '  R cc  R S
Características funcionales de los
motores asíncronos I
Corriente
nominal
Corriente absorbida en función de la velocidad
18
16
14
Corriente A
12
10
8
6
4
2
0
945
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
950
955
960
965
Corriente
de vacío
970
975
980
985
990
995
1000
RPM
Velocidad de
sincronismo
Características funcionales de los
motores asíncronos II
Potencia eléctrica absorbida en función de la velocidad
10000
Potencia eléctrica
consumida plena carga
9000
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
8000
Potencia W
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
945
950
955
960
965
970
975
980
985
990
995 1000
RPM
Velocidad de
sincronismo
Características funcionales de los
motores asíncronos III
Rendimiento
a plena carga
Rendimiento en función de la velocidad
0,900
0,800
Rendimiento %
0,700
0,600
0,500
0,400
0,300
0,200
0,100
0,000
945
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
950
955
960
965
Rendimiento
en vacío
970
975
980
985
990
995 1000
RPM
Velocidad de
sincronismo
Características funcionales de los
motores asíncronos IV
fdp a plena
carga
Factor de potencia en función de la velocidad
0,9
Factor de potencia
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
fdp en
vacío
0
945
950
955
960
965
970
975
980
985
990
995 1000
RPM
Velocidad de
sincronismo
Características funcionales de los
motores asíncronos V
Característica mecánica en zona estable
80
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
70
Par (Nm)
60
50
40
30
20
10
0
945
950
955
960
965
970
975
980
985
990
995
1000
RPM
Velocidad de
sincronismo
Características funcionales de
los motores asíncronos VI
NÚMERO
DE POLOS
VELOCIDAD
SINCRONISMO (RPM)
VELOCIDAD TÍPICA
PLENA CARGA
2
3000
2900
4
6
1500
1000
1440
960
8
750
720
10
12
600
500
580
480
16
375
360
VELOCIDADES DE GIRO TÍPICAS
Fuente: ABB – “Guide for selecting a motor”
Características funcionales de los
motores asíncronos VII
Tª 114 ºC:
Motor Clase F:
Tª max= 155 ºC
Fabricante: EMOD
Potencia: 7,5 kW
Tensión: 380 V
Corriente: 17 A
Velocidad : 946 RPM
Polos: 6
Evolución de la temperatura de los devanados desde el
arranque hasta el régimen permanente térmico
Control de las características
mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotor I
Resistencia rotórica creciente
Par
Si la resistencia rotórica es elevada
el par de arranque del motor
también lo es
Si la resistencia rotórica es elevada
el par máximo del motor aparece
con deslizamiento elevado
S
STMAX3 STMAX2 STMAX1
EL RENDIMIENTO DEL MOTOR
ES BAJO
Si el deslizamiento es elevado la
potencia mecánica interna es baja
Pmi  1  S  Pg
Control de las características
mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotor II
Motor con
RR’ elevada
Motor con
RR’ baja



Buen par de arranque
Bajo rendimiento
MOTOR DE ROTOR
BOBINADO: VARIACIÓN
DE LA RESISTENCIA
ROTÓRICA
SOLUCIÓN
Bajo par de arranque
Buen rendimiento
DISEÑO DE UN ROTOR
CON CARACTERÍSTICAS
ELÉCTRICAS VARIABLES
SEGÚN LA VELOCIDAD DE
GIRO
Control de las características
mecánicas de los motores de inducción
mediante el diseño del rotor II
Barras de pequeña
sección
Alta resistencia,
baja reactancia
de dispersión
A menor
sección
mayor RR’
Barras de ranura
profunda
Resistencia baja
elevada
reactancia de
dispersión
Doble jaula

Pueden usarse
dos tipos de
material con
diferente
resistividad
Combina las
propiedades de
las dos
anteriores
La sección y geometría de las barras rotóricas determina sus
propiedades eléctricas y la forma de variación de éstas con la
velocidad de giro de la máquina