¡Hola! Como proveedor de motores de CA de jaula, a menudo me preguntan sobre los métodos de control de velocidad de estos motores. Entonces, pensé en escribir una publicación de blog para compartir algunas ideas sobre este tema.
En primer lugar, comprendamos qué es un motor de CA de jaula. Un motor de CA de jaula, también conocido como motor de inducción de jaula de ardilla, es uno de los tipos de motores más utilizados en aplicaciones industriales y comerciales. Es confiable, duradero y relativamente económico. Puedes consultar nuestroMotor de inducción de jaula de ardilla trifásicopara obtener más detalles sobre el producto en sí.
Ahora, profundicemos en los métodos de control de velocidad.
1. Método de cambio de polos
La velocidad de un motor de CA de jaula está relacionada con el número de polos y la frecuencia de la fuente de alimentación. La velocidad síncrona (n_s) de un motor de inducción viene dada por la fórmula (n_s=\frac{120f}{p}), donde (f) es la frecuencia de la fuente de alimentación y (p) es el número de polos.
Al cambiar el número de polos, podemos cambiar la velocidad síncrona del motor. Por ejemplo, si tenemos un motor que se puede cambiar entre configuraciones de 2 polos y 4 polos, cuando está en el modo de 2 polos, con una frecuencia de alimentación de 50 Hz, la velocidad sincrónica (n_s=\frac{120\times50}{2}=3000) RPM. Cuando lo cambiamos al modo de 4 polos, la velocidad síncrona se convierte en (n_s=\frac{120\times50}{4} = 1500) RPM.
Este método es relativamente simple y se utiliza a menudo en aplicaciones donde se requieren cambios discretos de velocidad, como en algunos tipos de ventiladores y bombas. Sin embargo, tiene algunas limitaciones. Sólo puede proporcionar unos pocos ajustes de velocidad discretos y el diseño del motor debe configurarse específicamente para la operación de cambio de polos.
2. Método de control de voltaje
La velocidad de un motor de CA de jaula también se puede controlar variando el voltaje aplicado. Cuando se reduce el voltaje aplicado al motor, el par producido por el motor disminuye. Como resultado, la velocidad del motor disminuye.
La relación entre el par (T) y el voltaje aplicado (V) es aproximadamente (T\propto V^{2}). Entonces, si disminuimos el voltaje, el torque disponible para impulsar la carga se reduce y el motor se desacelera.
Sin embargo, este método tiene sus inconvenientes. Reducir demasiado el voltaje puede hacer que el motor se sobrecaliente porque consumirá más corriente para intentar mantener la carga. Además la regulación de velocidad no es muy buena. Este método se utiliza principalmente en aplicaciones donde el par de carga disminuye significativamente con una disminución de la velocidad, como en algunos tipos de bombas y ventiladores centrífugos.
3. Método de control de frecuencia
Este es probablemente el método más popular y eficaz para el control de velocidad de motores de CA de jaula en la actualidad. Con el desarrollo de los variadores de frecuencia (VFD), se ha vuelto mucho más fácil controlar la velocidad de un motor cambiando la frecuencia de la fuente de alimentación.
Como sabemos por la fórmula de velocidad síncrona (n_s=\frac{120f}{p}), al cambiar la frecuencia (f), podemos variar suavemente la velocidad síncrona del motor. Un VFD toma la energía CA entrante, la convierte a CC y luego la vuelve a convertir a CA a una frecuencia y voltaje variables.
Este método ofrece varias ventajas. Proporciona una amplia gama de control de velocidad, desde velocidades muy bajas hasta velocidades altas. También ofrece una buena regulación de velocidad, lo que significa que el motor puede mantener una velocidad relativamente constante incluso cuando cambia la carga. Además, puede mejorar la eficiencia energética del motor, especialmente en aplicaciones donde no es necesario que el motor funcione a máxima velocidad todo el tiempo. Por ejemplo, en un sistema HVAC, el motor puede funcionar a una velocidad más baja durante las horas de menor actividad, ahorrando una cantidad significativa de energía. Puedes echar un vistazo a nuestroMotor de alta eficiencia Ie2que puede funcionar bien con métodos de control de frecuencia.
4. Método de recuperación de energía por deslizamiento
En este método, se recupera y reutiliza la potencia de deslizamiento del motor de inducción. La potencia de deslizamiento es la potencia que el motor no convierte en potencia mecánica.
La idea básica es utilizar un dispositivo para controlar la cantidad de potencia de deslizamiento y devolverla a la fuente de alimentación o utilizarla para impulsar una carga auxiliar. Este método se utiliza principalmente en aplicaciones de alta potencia donde el ahorro de energía es crucial. Sin embargo, es un método más complejo y costoso en comparación con los demás.
5. Método de control en cascada
En un sistema de control en cascada, dos o más motores están conectados en cascada. La velocidad del sistema general se puede controlar ajustando los parámetros de los motores individuales.
Por ejemplo, en un sistema en cascada de dos motores, el primer motor acciona el segundo motor. Al controlar la velocidad del primer motor, podemos controlar indirectamente la velocidad del segundo motor y el sistema en general. Este método no se usa tan comúnmente como el método de control de frecuencia, pero puede ser útil en algunas aplicaciones específicas donde se requiere un alto grado de control de velocidad y poder compartido entre motores.
Al elegir un método de control de velocidad para un motor de CA de jaula, se deben considerar varios factores. El tipo de carga es muy importante. Por ejemplo, si la carga tiene una característica de par constante, como una cinta transportadora, un método de control de velocidad diferente puede ser más adecuado en comparación con una carga con una característica de par variable como una bomba centrífuga.
El rango de velocidad requerido también es un factor clave. Si se necesita un amplio rango de control de velocidad, el método de control de frecuencia suele ser la mejor opción. Por otro lado, si sólo se requieren unos pocos ajustes de velocidad discretos, el método de cambio de polos puede ser suficiente.
El costo es otra consideración. El control de frecuencia mediante VFD puede resultar relativamente costoso, especialmente para aplicaciones de pequeña escala. En tales casos, los métodos de control de voltaje o cambio de polos pueden ser más rentables.
Como proveedor de motores de CA de jaula, contamos con una amplia gama de productos, que incluyenMotor de inducción de bajo voltajey podemos ayudarle a elegir el método de control de velocidad más adecuado para su aplicación específica. Ya sea que necesite una solución simple y rentable o un sistema de control de velocidad de alto rendimiento, lo tenemos cubierto.
Si está interesado en nuestros motores de CA de jaula o necesita más información sobre los métodos de control de velocidad, no dude en comunicarse con nosotros. Siempre estaremos encantados de conversar y discutir cómo podemos satisfacer sus necesidades. ¡Trabajemos juntos para encontrar la mejor solución de control de velocidad y motores para su negocio!
Referencias
- “Maquinaria eléctrica” de Stephen J. Chapman
- “Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño” por Ned Mohan, Tore M. Undeland y William P. Robbins