Control de frecuencia, bobinado amortiguador y más

¡Descubre cómo el control de frecuencia y el bobinado amortiguador pueden revolucionar tus proyectos! En este artículo, te presentamos los conceptos clave para entender cómo aplicar estas tecnologías en tus dispositivos electrónicos. Si estás buscando optimizar el rendimiento y la eficiencia de tus equipos, no puedes perderte esta guía completa. Exploraremos los beneficios, el funcionamiento y las aplicaciones más comunes de estas técnicas avanzadas. ¡Prepárate para llevar tus proyectos al siguiente nivel con el control de frecuencia, el bobinado amortiguador y mucho más!

Hay tres métodos principales de arranque de motores síncronos: el primero es mediante la reducción de la frecuencia de suministro, el segundo es mediante el uso de un motor externo y el último es comenzar con devanados amortiguadores.

El motor externo acciona el eje del motor síncrono. Puede ser un motor pony, un motor de CC o un motor de inducción. En este artículo, analizaremos en detalle todos los métodos de arranque de motores síncronos. Entonces, sigue leyendo hasta el final para conocerlos todos.

Conceptos básicos del motor síncrono

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Antes de comenzar con los métodos de arranque del motor síncrono, repasemos algunos conceptos básicos del motor síncrono.

  • Un motor síncrono pertenece a la categoría de motores de CA. Pero, una sola fuente de suministro no es suficiente para ponerlo en marcha. Requiere un sistema de doble excitación para operar el motor.
  • El estator de este motor lleva un devanado de armadura distribuido trifásico, mientras que el rotor contiene el devanado de campo.
  • Para encontrar la velocidad sincrónica de cualquier máquina, usamos esta fórmula:

nortes =(120xf)/p

where f= frequency of the AC supply
p= number of stator poles
and Ns= speed in RPM (rotations per minute)

¿Por qué un motor síncrono no arranca automáticamente?

Excitación de armadura y campo

Un suministro de CA trifásico al devanado del inducido crea un campo magnético giratorio en el inducido. La velocidad a la que gira el flujo magnético se conoce como velocidad sincrónica.

Ahora, en este instante, si energizamos el devanado del rotor con un suministro de CC, actúa como un electroimán con polaridad fija. Entonces, el campo magnético gira continuamente alrededor de un electroimán, como se muestra en la figura.

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El problema

Considere un instante en el que los polos opuestos del estator y el rotor coinciden. Debido a la propiedad de atracción, el campo giratorio intentará arrastrar el rotor con él. Entonces, el rotor tiende a moverse con el campo magnético en el sentido de las agujas del reloj. Pero, debido a la alta inercia del rotor, cuando comienza a girar, la polaridad del campo magnético (también conocido como estator) se altera. Así que ahora, en lugar de una fuerza de atracción, comienza a actuar una fuerza de repulsión. El campo giratorio ahora intentará empujar el rotor lejos de él.

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El mismo ciclo se repite durante la próxima rotación del campo magnético. Como el par que actúa sobre el rotor es pulsante, no puede moverse en ninguna dirección. Por lo tanto, el motor síncrono no es de arranque automático.

¿Cómo podemos hacer que el motor síncrono arranque automáticamente?

El principal problema que impide que el motor arranque es la inercia del rotor. Si podemos romper esta inercia de reposo, podemos obtener un par de rotor continuo (unidireccional). Para ello disponemos de diferentes métodos de arranque de motores síncronos. Todos estos métodos siguen el mismo principio, es decir, dar al rotor un par de arranque. Cuando el rotor alcanza una velocidad cercana a la velocidad síncrona, al salir del devanado de campo en este instante se crea un bloqueo magnético y el rotor gira a la velocidad síncrona.

Métodos de arranque de motores síncronos

Los métodos de arranque de motores síncronos más comunes son:

  • Control de frecuencia de suministro
  • Uso de un motor externo
  • Pequeños motores de pony
  • motores de corriente continua
  • Motor de inducción de anillo deslizante
  • Devanados amortiguadores

Analicemos estos métodos de arranque de motores de inducción con un poco más de detalle.

Control de frecuencia de suministro

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Como vimos anteriormente, el campo magnético giratorio gira a una velocidad muy alta. Por lo tanto, no puede romper la inercia de reposo del rotor. Si este campo gira a cierta velocidad baja, el rotor se acelerará y alcanzará un sincronismo con el campo magnético.

Usando la fórmula anterior, podemos variar la velocidad síncrona de dos maneras. Ya sea cambiando la frecuencia de suministro o cambiando el número de polos del estator. Como esto último no es posible, conseguimos una velocidad reducida cambiando la frecuencia de alimentación.

Usando un cicloconvertidor o un sistema rectificador-inversor, podemos lograr un suministro de CA de frecuencia variable. Entonces, durante el arranque, estos convertidores reducen la frecuencia del suministro de CA. Cuando el rotor se acopla con el campo magnético, estos convertidores aumentan lentamente la frecuencia. Y por lo tanto, el motor funciona a la frecuencia nominal.

Mediante el uso de un motor externo

En este caso, la frecuencia de alimentación no varía. Pero, el eje del motor síncrono está acoplado con un motor eléctrico externo. Este motor externo puede ser un motor de CC o un motor de inducción.

El motor externo gira el eje y, por lo tanto, el rotor, cerca de la velocidad síncrona. Proporciona un par de arranque al rotor. En este instante, los hallazgos de campo están entusiasmados. Y por lo tanto, el rotor se acopla con el campo magnético giratorio.

Cuando el motor comienza a funcionar a velocidad síncrona, un interruptor desconecta el motor externo del motor síncrono.

Como motor de inducción de anillo rozante

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Los métodos de arranque de motores síncronos anteriores utilizan un rotor de jaula de ardilla. Pero, este método requiere un rotor de anillos deslizantes. Este método es similar al arranque por resistencia del rotor de un motor de inducción. En este método, agregamos resistencia externa al rotor a través de anillos colectores.

Al suministrar alimentación trifásica al estator, el motor arranca como un motor de inducción de anillos rozantes. A medida que el rotor acelera, un interruptor corta la resistencia externa en pasos del circuito del rotor. En este momento, el rotor alcanza una velocidad constante. Tan emocionante que el devanado de campo tira del rotor al sincronismo.

Este método de inicio ofrece dos beneficios:

  • La presencia de resistencia externa reduce la alta corriente de irrupción durante el arranque.
  • La resistencia también proporciona un buen par de arranque.

Uso de devanados amortiguadores

La función principal del devanado del amortiguador es reducir la fluctuación (oscilaciones) en la máquina síncrona. Pero, nos da una ventaja adicional. Hace que el motor síncrono arranque automáticamente.

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Devanado>

Para esto, la estructura del rotor requiere algunas adiciones. La cara polar del rotor contiene ranuras. Luego se insertan conductores de cobre en estas ranuras. Los anillos finales se unen al final de los conductores para crear un cortocircuito. La disposición del devanado del amortiguador se parece a un motor de inducción de jaula de ardilla.

El suministro de CA trifásico al estator crea un campo magnético giratorio. El campo magnético giratorio se vincula con el devanado del amortiguador. Entonces, inicialmente, el motor síncrono arranca de manera similar a un motor de inducción. El motor acelera lentamente y alcanza una velocidad subsincrónica. La excitación del devanado de campo en este momento empuja el rotor al sincronismo.

Cuando el motor alcanza la velocidad síncrona, el movimiento relativo entre el campo giratorio y el devanado del amortiguador se vuelve cero. Por lo tanto, no fluye corriente en estos devanados.

De esta forma, los devanados amortiguadores están presentes solo en el arranque y ausentes durante el tiempo de funcionamiento.

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Preguntas frecuentes sobre control de frecuencia, bobinado amortiguador y más

Control de Frecuencia

El control de frecuencia es una técnica ampliamente utilizada en diferentes campos de la tecnología y la electrónica. A continuación, responderemos a las preguntas más frecuentes sobre este tema:

1. ¿Qué es el control de frecuencia?

El control de frecuencia es un proceso mediante el cual se modifica la frecuencia de una señal eléctrica con el fin de regular diversas aplicaciones. Esto se logra mediante el uso de dispositivos electrónicos específicos, como variadores de frecuencia, que permiten ajustar la velocidad de motores eléctricos, regular la intensidad de corriente en circuitos, entre otros usos.

2. ¿Cuáles son los beneficios del control de frecuencia?

El control de frecuencia puede aportar numerosos beneficios en diferentes ámbitos, algunos de ellos incluyen:

  1. Ahorro de energía al regular la velocidad de motores eléctricos según las necesidades específicas en cada momento.
  2. Mayor eficiencia y precisión en la regulación de equipos y maquinaria.
  3. Menor desgaste y mayor vida útil de los dispositivos controlados.
  4. Mayor seguridad al poder ajustar la velocidad y los parámetros de funcionamiento de forma precisa.

3. ¿Cómo se realiza el control de frecuencia?

El control de frecuencia se lleva a cabo mediante variadores de frecuencia, también conocidos como inversores o drives de velocidad variable. Estos dispositivos permiten regular la frecuencia de una señal eléctrica de salida de acuerdo a los requisitos específicos de cada aplicación. Los variadores de frecuencia son ampliamente utilizados en la industria para controlar la velocidad de motores en maquinaria, sistemas de climatización, sistemas de bombeo, entre otros.

Bobinado Amortiguador

El bobinado amortiguador es parte fundamental de muchos sistemas eléctricos y mecánicos. A continuación, abordaremos algunas preguntas comunes relacionadas con este tema:

1. ¿Qué es el bobinado amortiguador?

El bobinado amortiguador es una técnica utilizada para reducir o eliminar vibraciones y ruidos en motores eléctricos, generadores y otros sistemas mecánicos. Consiste en agregar una capa adicional de bobinado a los devanados principales, lo que permite amortiguar las vibraciones y reducir los efectos negativos que estas pueden tener en el rendimiento y la vida útil de los equipos.

2. ¿Cuál es la función del bobinado amortiguador?

La función principal del bobinado amortiguador es reducir las vibraciones indeseadas que se generan durante el funcionamiento de los sistemas eléctricos y mecánicos. Estas vibraciones pueden causar daños y desgaste prematuro en los equipos, además de generar ruidos molestos. El bobinado amortiguador ayuda a mantener un funcionamiento suave y silencioso, mejorando la eficiencia y prolongando la vida útil de los dispositivos.

3. ¿Cómo se realiza el bobinado amortiguador?

El bobinado amortiguador se realiza utilizando técnicas específicas que implican enrollar una capa adicional de alambre alrededor de los devanados principales del motor o generador. Este alambre adicional actúa como un amortiguador de vibraciones, absorbiendo la energía generada y minimizando su impacto en el funcionamiento del equipo. La técnica utilizada puede variar según el tipo de motor o generador y las características del sistema en el que se implementará.


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