Efectos de la tensión de alimentación y tipos de frenado en motores de inducción

Influencia de la tensión de alimentación

Para un determinado deslizamiento, la densidad de flujo en el entrehierro es proporcional a la tensión aplicada, y la corriente inducida en el rotor es proporcional a la densidad de flujo. Si la tensión cae un %, y suponemos que el par de carga es constante, la corriente rotórica crecerá aproximadamente en ese mismo porcentaje para proporcionar el mismo par, por lo que el deslizamiento tendrá que aumentar. La disminución de velocidad puede pasar desapercibida, pero al estar trabajando por encima de su valor nominal, tanto el rotor como el estator se calentarán. Para prevenir este problema se instalan relés térmicos y de mínima tensión que se dispararán cuando la temperatura aumente demasiado o la tensión alcance un valor mínimo.

Tipos de frenado

A continuación se describen los métodos de frenado más comunes aplicables a máquinas eléctricas:

• Frenado a contracorriente: se utiliza para parar rápidamente el motor. Esto se consigue invirtiendo dos fases de la alimentación para que el giro del campo quede súbitamente en sentido contrario al movimiento del rotor. Es un método muy brusco y disipa mucha energía en las resistencias internas.
• Frenado por recuperación de energía: consiste en hacer funcionar a la máquina como generador, es decir, por encima de la velocidad de sincronismo. Solo se puede aplicar a motores en los que es posible variar el número de polos o la frecuencia de alimentación, permitiendo devolver energía a la red o a un sistema de almacenamiento.
• Frenado dinámico: consiste en alimentar los devanados con corriente continua. El campo creado es de posición fija en el entrehierro, por lo que la velocidad de sincronismo efectiva es cero y no se proporciona par de bloqueo permanente.

Entrehierro cuando se alimenta en trifásico equilibrado

Cuando el motor se alimenta en trifásico equilibrado se generan fuerzas electromotrices cuyo valor máximo es igual para las tres fases, ya que son idénticas y están alimentadas con el mismo valor eficaz.

Deslizamiento

El deslizamiento consiste en la diferencia relativa entre la velocidad del campo magnético y la velocidad del rotor, expresada en porcentaje. Se utiliza para determinar en qué zona de la característica mecánica se encuentra dicho motor. El voltaje inducido en el bobinado rotórico de un motor de inducción depende de dicho deslizamiento (fórmula). Este debe ser inferior a 1 (por ejemplo, < 0,05 para motores pequeños) para que la máquina funcione como motor; si el deslizamiento es grande habrá mayores pérdidas, con lo cual el rendimiento bajará.

Ns representa la velocidad de sincronismo; esta es la velocidad de giro del campo giratorio magnético de amplitud constante pero distribuido de forma sinusoidal.