Motores de inducción alimentados por convertidores de ... - Weg

Datos generales:
g Red: 380 V / 60 Hz / Trifasica
g Ambiente: temperatura máxima 40 C, altitud 1000 m,
atmosfera normal
Rotación [r.p.m.]
8.4.2 Resolución
Considerando que el rango de variación de la rotación es de
540 rpm a 3600 rpm y que la frecuencia base de operación
es de 60 Hz, entonces el motor elegido debe poseer 2 polos,
pues polaridades mayores conducirían a frecuencias
elevadas de operación y a problemas crecientes de pérdida
de par a partir de 60 Hz.
En la frecuencia base, la potencia demandada por la carga
desconsiderando el deslizamiento, será:
Tr (kgfm) .n (rpm) 5.3600
P (CV) = = =
716 716
25,14 cv
De acuerdo con los criterios WEG de reducción de par para
motores normales en la condición de flujo constante – V/f
constante (ítem 6.4.1.2) en 60 Hz (1 p.u.) el par debe ser
reducido para 0,95 p.u. para mantener la temperatura del
motor adentro de los límites de la clase B. Como no es
posible, todavía, reducir el par nominal de la carga en 5%,
pues ella exige par constante, y no se desea usar ventilación
independiente, optase por el sobredimensionamiento del
motor. Así, la potencia nominal del motor deberá ser 5%
mayor que la considerada inicialmente:
25,14
P = =
0,95
26,46 cv
Tiempo [min.]
Consultando el Catálogo General de Motores Eléctricos
WEG, el motor que mejor se aplica a la situación posee 30 cv
y 2 polos. Si el régimen de operación de la máquina
accionada fuera continuo, con carga nominal y sin variación
de rotación, el dimensionamiento estaría bien hecho y
concluido aquí. El ciclo de operación efectivo, sin embargo,
envuelve distintos porcentuales de carga y variación de
rotación. De esta forma, para un dimensionamiento térmico
adecuado, débese analizar la demanda de la carga en cada
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condición de operación y, posteriormente, calcular el par
equivalente del motor para todo el ciclo de operación. Una
vez obtenido el par equivalente, débese asegurar que el
motor seleccionado será capaz de suministrar la máxima
potencia solicitada en el régimen. Asumiéndose que la
elevación de temperatura sea directamente proporcional a
las pérdidas y que las pérdidas Joule sean preponderantes,
entonces las pérdidas varían con el cuadrado de la corriente
y vale la ecuación abajo:
T eq =
i = 1
donde,
T eq : par equivalente del motor
T i : par exigido por la carga en cada rotación del ciclo de
operación
df i : factores de derating a ser aplicados en cada rotación del
ciclo de operación, considerando el incremento en la
elevación de temperatura del motor debido a las harmónicas
y la reducción en la ventilación;
t i : periodo o tiempo de operación en cada trecho del ciclo,
considerado como abajo.
t i = t if + t ip /k v
t if : intervalos de tiempo en que el motor está operando (con
carga o en vacío)
t ip : suma de los intervalos de tiempo en que el motor está
parado
kv: constante que depende del resfriamiento do motor.
Cuando la ventilación independe de la operación del motor
(por ejemplo, motores TENV), entonces kv=1. Cuando la
ventilación está vinculada a la operación del motor (por
ejemplo, motores TEFC), entonces kv=3.
Por tanto, es necesario calcular el factor de derating (df) para
cada trecho del ciclo de operación:
Trecho (i) 1 2 3 4 5 6 7
Periodo [min] 2 18 4 2 18 6 10
Par p.u. 0,50 1,00 0,75 0,50 1,00 0,50 1,00
Par [kgfm] 2,50 5,00 3,75 2,50 5,00 2,50 5,00
Rotación [rpm] 540 540 1080 1080 2520 3600 3600
Frecuencia [Hz] 9 9 18 18 42 60 60
Frecuencia p.u. 0,15 0,15 0,30 0,30 0,70 1,00 1,00
Fator Derating* (df) 0,65 0,65 0,77 0,77 0,91 0,95 0,95
Guía Técnica - Motores de inducción alimentados por convertidores de frecuencia PWM 31
å
7
æ
T i
df i
7
å t i
i = 1
æ
æ
2
æ
t if
* Conforme los criterios WEG de reducción de par para motores normales en la condición
de flujo constante (ítem 6.4.1.2)