Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

272 CAPÍTULO 6 Motores de inducción
ción del resistor de arranque. Los relés 1TD, 2TD y 3TD en la figura 6-39 se llaman relés de retraso,
lo que quiere decir que cuando se energizan hay un retraso antes de que se cierren los contactos.
Cuando se presiona el botón de arranque de este circuito, el relé M se energiza y se aplica potencia
al motor como antes. Puesto que todos los contactos 1TD, 2TD y 3TD están abiertos, el resistor
de arranque pleno está en serie con el motor, lo que reduce la corriente de arranque.
Cuando se cierran los contactos M, se energiza el relé 1TD. Sin embargo, hay un retraso finito
antes de que se cierren los contactos 1TD. Durante este tiempo el motor se acelera parcialmente y la
corriente de arranque cae un poco. Después de este periodo los contactos 1TD se cierran, eliminando
parte de la resistencia de arranque y energizando en forma simultánea al relé 2TD. Después de otro
retraso, se cierran los contactos 2TD, lo cual elimina la segunda parte del resistor y energiza el relé
3TD. Finalmente, se cierran los contactos 3TD y todo el resistor de arranque queda fuera del circuito.
Una cuidadosa selección de los valores del resistor y de los tiempos de retraso permite utilizar
el circuito de arranque para prevenir que la corriente de arranque del motor sea peligrosamente alta,
mientras que permite un flujo de corriente suficiente para asegurar la pronta aceleración para llegar
a las velocidades normales de operación.
6.9 CONTROL DE VELOCIDAD EN LOS MOTORES DE INDUCCIÓN
Hasta la llegada de los controladores en estado sólido modernos, los motores de inducción en general
no eran las máquinas adecuadas para aplicaciones que requerían un considerable control de velocidad.
El intervalo de operación normal de un motor de inducción regular (clases de diseño A, B y
C) está confinado a un deslizamiento de menos de 5% y la variación de velocidad en este intervalo es
más o menos directamente proporcional a la carga en el eje del motor. Incluso si se pudiera aumentar
el deslizamiento, la eficiencia del motor se vería afectada, puesto que las pérdidas en el cobre del
rotor son directamente proporcionales al deslizamiento del motor (recuérdese que P PCR 5 sP EH ).
En realidad hay sólo dos técnicas posibles para controlar la velocidad de un motor de inducción.
Una consiste en la variación de la velocidad síncrona, que es la velocidad de los campos magnéticos
del estator y del rotor, puesto que la velocidad del rotor siempre permanece cerca de n sinc . La otra
técnica consiste en la variación del deslizamiento del rotor para una carga dada. Cada una de estas
técnicas se explicará con más detalle.
La velocidad síncrona de un motor de inducción está dada por
n sinc
120 f e
P
(6-1)
por lo que las únicas maneras en que se puede modificar la velocidad síncrona de una máquina son:
1) cambiando la frecuencia eléctrica y 2) cambiando el número de polos de la máquina. Se puede
lograr el control del deslizamiento si se modifica la resistencia del rotor o el voltaje en los terminales
del motor.
Control de velocidad del motor de inducción mediante
el cambio de polos
Hay dos métodos importantes para cambiar el número de polos en un motor de inducción:
1. Método de polos consecuentes.
2. Devanados de estator múltiples.
El método de polos consecuentes es un método bastante viejo para controlar la velocidad y se
desarrolló originalmente en 1897. Se basa en el hecho de que el número de polos en los devanados
del estator de un motor de inducción se puede cambiar con facilidad por un factor 2:1 simplemente
cambiando las conexiones de las bobinas. La figura 6-40 muestra el estator de un motor de inducción
de dos polos simple adecuado para el cambio de polos. Nótese que las bobinas individuales tienen