Maquinas Eléctricas-Chapman-5ta-edición

278 CAPÍTULO 6 Motores de inducción
6.10 CONTROLADORES DE ESTADO SÓLIDO PARA MOTORES
DE INDUCCIÓN
FIGURA 6-46 Controlador de un
motor de inducción de frecuencia
variable en estado sólido típico.
(Cortesía de MagneTek, Inc.)
Como se mencionó en la sección anterior, el método que se prefiere hoy en día para controlar
la velocidad de los motores de inducción son los controladores de frecuencia variable
para motores de inducción de estado sólido. En la figura 6-46 se muestra un controlador típico
de este tipo. El controlador es muy flexible: su potencia de entrada puede ser monofásica
o trifásica, a 50 o 60 Hz y entre 208 y 230 V. La forma de salida de este controlador
es un conjunto de voltajes trifásicos cuya frecuencia puede variar entre 0 y 120 Hz y cuyo
voltaje puede variar de 0 V hasta el voltaje nominal del motor.
El voltaje de salida y control de frecuencia se lleva a cabo por medio de las técnicas de
modulación de amplitud de pulso (PWM) 1 . Tanto la frecuencia como el voltaje de salida
se pueden controlar de manera independiente por medio de la modulación de la amplitud
de pulso. En la figura 6-47 se puede observar la forma en que un controlador PWM puede
controlar la frecuencia de salida mientras mantiene un nivel de voltaje rms constante, en
tanto que la figura 6-48 ilustra la forma en que el controlador PWM puede controlar el nivel
de voltaje rms mientras mantiene la frecuencia constante.
Voltaje, V
100
0
10
20
30
40
50
t, ms
–100
a)
Voltaje, V
100
0
–100
10
20 30
40 50
t, ms
b)
FIGURA 6-47 Control de frecuencia variable con modulación de amplitud de pulso PWM: a) onda PWM
de 60 Hz y 120 V; b) onda PWM de 30 Hz y 120 V.
Como se describió en la sección 6.9, a menudo se desea modificar la frecuencia de salida y el
voltaje rms de salida en su conjunto de manera lineal. En la figura 6-49 se pueden ver ondas típicas
de voltaje de salida de una fase del controlador cuando la frecuencia y el voltaje varían simultáneamente
de manera lineal. 2 La figura 6-49a) ilustra el voltaje de salida ajustado a una frecuencia de
60 Hz y un voltaje rms de 120 V. La figura 6-49b) muestra la salida ajustada a una frecuencia de
30 Hz y un voltaje rms de 60 V y en la figura 6-49c) se observa la salida ajustada a una frecuencia
de 20 Hz y un voltaje rms de 40 V. Nótese que el voltaje pico que sale del controlador permanece
1
Las técnicas PWM se describen en un suplemento en línea a este libro “Introduction to Power Electronics”, que está disponible
en el sitio web del libro.
2
Las ondas de salida de la figura 6-48 son en realidad ondas simplificadas. El controlador de un motor de inducción real
tiene una frecuencia portadora mucho mayor a la que se muestra en la figura.