Control de velocidad del motor síncrono

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Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS

Los motores síncronos son motores de velocidad constante. Funcionan a la velocidad sincrónica del suministro. Por lo general, se utilizan para el funcionamiento a velocidad constante en condiciones sin carga, como para mejorar el factor de potencia . Los motores síncronos tienen menos pérdidas que los motores de inducción en una clasificación dada.
La velocidad de un motor síncrono viene dada por
Donde, f = frecuencia de suministro yp = número de polos.

Como puede ver, la velocidad síncrona depende de la frecuencia del suministro y del número de polos del rotor. Cambiar el número de polos no es fácil, por lo que no usamos ese método. Sin embargo, con la invención de los dispositivos de estado sólido, se puede variar la frecuencia de la corriente alimentada al motor síncrono. Podemos controlar la velocidad del motor síncrono cambiando la frecuencia del suministro al motor.

Podemos utilizar una combinación de rectificadores e inversores para controlar la velocidad de los motores síncronos. Se pueden utilizar de dos formas:

Accionamiento por motor síncrono de lazo abierto alimentado por inversor

variador de frecuencia de motor síncrono de bucle abierto alimentado por inversor
En este método, el motor síncrono es alimentado por un convertidor de frecuencia variable en un bucle abierto. Por circuito abierto, queremos decir que no se proporciona retroalimentación al suministro. El inversor no tiene información sobre la posición actual del rotor. Este método es preferible cuando no se requiere un control de velocidad de alta precisión. El suministro de la red eléctrica se alimenta al conjunto de inversor rectificador donde se puede alcanzar la frecuencia deseada. Dependiendo de la frecuencia, se puede variar la velocidad síncrona del motor.
variador de frecuencia de motor síncrono de bucle abierto alimentado por inversor
En la figura anterior, puede ver el diagrama de bloques del variador de velocidad. El suministro trifásico de la red se convierte a CC mediante el uso de rectificadores. Luego, la corriente continua ondulada se suaviza mediante el uso de filtros LC. La CC se alimenta a los inversores. Estos inversores pueden ser fuente de voltajeinversores o inversor de fuente de corriente. La frecuencia del suministro alimentado al motor se puede variar y, en consecuencia, se puede realizar el control de velocidad del motor síncrono . La operación de lazo abierto es útil cuando varios motores necesitan funcionar exactamente a la misma velocidad. Sin embargo, este método tiene una desventaja. Este método provoca oscilaciones o oscilaciones espontáneas.

Operación autosincrónica (circuito cerrado)

operación autosincrónica
Utilizamos un funcionamiento autosincrónico (circuito cerrado) cuando se requiere un control de velocidad de alta precisión. En este método, la frecuencia de salida del inversor está determinada por la velocidad del rotor. La velocidad del rotor se retroalimenta al diferenciador. La diferencia entre la velocidad preestablecida y la velocidad real se alimenta al rectificador. En consecuencia, el inversor cambia la frecuencia y ajusta la velocidad del motor. Obtenemos un control más preciso sobre la velocidad del motor con la operación de bucle cerrado. Por ejemplo, si la velocidad se reduce (debido al aumento de la carga), la frecuencia de suministro del estator se reduce de modo que el rotor permanece sincronizado con el campo magnético del estator. En este método no se producen oscilaciones ni oscilaciones espontáneas.

JORGE CABRERA BERRÍOS Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).

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