Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

6.9 Control de velocidad en los motores de inducción 275
800
800
700
700
600
600
Par inducido, N • m
500
400
300
Par inducido, N • m
500
400
300
200
200
100
100
0
0
200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800
Velocidad mecánica, r/min
a)
0
0
500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
Velocidad mecánica, r/min
b)
800
700
Par inducido, N • m
600
500
400
300
200
100
0
0
500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
Velocidad mecánica, r/min
c)
FIGURA 6-43 Control de velocidad de frecuencia variable en un
motor de inducción: a) familia de curvas características par-velocidad
de velocidades menores a la velocidad base, suponiendo que el voltaje
de línea se reduce linealmente con la frecuencia. b) Familia de curvas
características par-velocidad de velocidades mayores a la velocidad base,
suponiendo que el voltaje de línea se mantiene constante.
c) Familia de curvas características par-velocidad de todas las
frecuencias.
Control de velocidad mediante el cambio en la frecuencia de la línea
Si se cambia la frecuencia eléctrica aplicada al estator de un motor de inducción, la tasa de rotación
de sus campos magnéticos n sinc cambiará en proporción directa con el cambio de la frecuencia eléctrica
y el punto de vacío sobre la curva de la característica par-velocidad cambiará con ella (véase la
figura 6-43). La velocidad síncrona del motor en condiciones nominales se conoce como velocidad
base. Si se utiliza el control de frecuencia variable, se puede ajustar la velocidad del motor por arriba
o por debajo de la velocidad base. El controlador de la frecuencia variable de un motor de inducción
debidamente diseñado puede ser muy flexible. Puede controlar la velocidad de un motor de inducción
dentro de un intervalo que va desde tan poco como 5% de la velocidad base hasta el doble de
ella. Sin embargo, es importante mantener ciertos límites en el voltaje y par del motor conforme se
varía la frecuencia para asegurarse de que la operación es segura.
Cuando se opera a velocidades menores a la velocidad base es necesario reducir el voltaje en
los terminales aplicado al estator para obtener una operación adecuada. El voltaje en los terminales
aplicado al estator debe disminuir linealmente con el decremento de la frecuencia del estator. A este
proceso se le llama degradación. Si no se lleva a cabo, se saturará el acero en el núcleo del motor de
inducción y fluirán corrientes de magnetización excesivas en la máquina.
Para entender la necesidad de la degradación, recuérdese que un motor de inducción es básicamente
un transformador que gira. Como en cualquier transformador, el flujo en el núcleo de un
motor de inducción se puede calcular con la ley de Faraday:
v(t)
N d dt
(1-36)