En
la figura 3.2 se muestra un circuito equivalente de una fase de un motor de
inducción. En este circuito equivalente aparecen dos caminos en paralelo para
la corriente del motor, por lo que esta se divide en dos componentes.
Una
componente es la corriente de carga, designada como IR. Es la componente "real" y circula por el rotor. Esta
corriente es generadora de par y por lo tanto aumenta con la carga del motor.
Figura 3.2: Circuito equivalente de una fase del
motor
La
otra componente es la corriente magnetizante, designada como IM, y circula por el estátor. Esta corriente es
"imaginaria", esto es, desfasada 90º respecto a la componente real.
La corriente magnetizante es la que genera el
flujo en el motor y, por lo tanto, es conveniente que permanezca
constante cuando la carga varía.
La
figura 3.3 muestra las dos componentes de la corriente como vectores. Podemos
ver como el ángulo entre la corriente total IT y la corriente de carga IR
disminuye cuando aumenta la carga del motor, lo que mejora el factor de
potencia. La corriente magnetizante IM permanece constante, independientemente
de la carga. Es la corriente magnetizante quien genera el campo magnético en el
estátor, afectando a la capacidad del motor de producir par.
Figura 3.3: Diagrama vectorial de la
El
valor de la corriente magnetizante puede ser calculado mediante la expresión:
donde:
V= tensión de alimentación
f = frecuencia de alimentación
L= inductancia magnetizante del estator
De
esta expresión podemos ver que si reducimos la frecuencia
de alimentación sin disminuir la tensión,
la corriente magnetizante aumentará
inversamente con la frecuencia.
Esto
conduce a la saturación magnética del motor, si la tensión de alimentación
del motor no es reducida junto con la frecuencia.
Así
pues, en un controlador electrónico de la velocidad, la tensión de alimentación
del motor debe ser ajustada en proporción a la frecuencia, de forma que la
corriente de magnetización permanezca constante.
En
el ejemplo de la figura 3.4, como la frecuencia de salida está ajustada de 0 a
50 Hz, la tensión de salida está ajustada del 0 al 100% (esto es, 0 a 400 Vac).
Esto asegura que el flujo en el motor permanece aproximadamente constante. Un
funcionamiento de este tipo recibe el nombre de relación
tensión-frecuencia constante.
Es
de remarcar que la frecuencia puede elevarse por encima de 50 Hz, de forma que
el motor trabaje en sobrevelocidad. Sin embargo, la tensión del motor no puede
aumentarse por encima del 100%, debido a la limitación de la tensión de
alimentación. Así pues, a partir de 50 Hz, el cociente tensión/frecuencia
disminuye, reduciendose el flujo en el motor. Esto repercute en una disminución
del par que el motor es capaz de dar a velocidades superiores a 50 Hz. Este fenómeno
se denomina debilitamiento del campo.
Información facilitada por el departamento técnico de:
