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Lab-control de Velocidad de Los Motores de Induccion Monofasicos

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Control de Velocidad en Motores Monofasicos

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CONTROL DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES DE INDUCCION MONOFASICO1. Resumen:En este experimento hicimos la medicin de la velocidad de un motor de induccin monofsico, para estas mediciones su utilizo un tacmetro, multmetro, variador de voltaje, cables de conexin, etc. Una vez medido se procedi a anotar todos los datos obtenidos para luego proceder a graficar.2. Objetivos: Controlar la velocidad de un motor de induccin monofsico.

3. Marco terico:El mtodo principal de control de velocidad empleado para motores monofsicos de induccin es el control del voltaje de lnea. Este mtodo se presta ms a los motores monofsicos debido a la forma en que el rotor de un motor de induccin monofsico desarrolla el par en comparacin con el motor de induccin asncrono polifsico. Este ltimo tiende a mantener la excitacin del rotor a medida que disminuye el voltaje en el estator. El resultado es que el voltaje en el estator debe reducirse considerablemente antes de que tengan lugar cambios apreciables en el deslizamiento. Esto, a su vez, reduce el par an ms considerablemente (puesto que el par es proporcional al cuadrado del voltaje aplicado en el estator) y reduce en sumo grado el valor de potencia eficaz del motor de induccin polifsico de rotor devanado, o de jaula de ardilla.

Puesto que el par desarrollado por un motor de induccin monofsico es originado mediante dos campos magnticos en oposicin, el deslizamiento rotrico de un motor monofsico es ms sensible a la variacin de la excitacin que el de uno polifsico.Tambin, ya que el par de un motor de induccin vara con el cuadrado del voltaje aplicado en el estator, la curva par-deslizamiento al 50% del voltaje nominal es el 25% de la correspondiente al voltaje nominal, aproximadamente a todos los valores desde el arranque al paro en marcha. A medida que aumenta la carga desde carga parcial hasta nominal, el efecto de una reduccin del voltaje, desde el voltaje nominal al 25% de la misma, es el de producir una mayor disminucin de la velocidad al variar el voltaje, hasta aproximadamente la carga nominal.

DEVANADOS DE TOMAS Y REACTANCIA SERIE:Existen algunos mtodos para controlar la velocidad de motores monofsicos mediante la reduccin del voltaje de lnea, ya sea por conmutacin manual o automtica.Por ejemplo, el mtodo de devanado de tomas indica que la velocidad ms elevada se obtiene cuando todo el voltaje de alimentacin queda aplicado a la seccin ms pequea del devanado principal. La velocidad ms baja se obtiene cuando el voltaje de alimentacin se aplica al devanado completo. La explicacin de dicha relacin reside en la ecuacin:

Que indica que el flujo de excitacin, , a una determinada frecuencia (f), depende de Eef/N, o sea volts estatricos efectivos por espira (N). A medida que disminuye el nmero de vueltas en el estator a las que queda aplicada la misma tensin, aumenta el flujo de excitacin. En un motor de induccin, la componente de corriente rotrica en fase con el flujo de excitacin (cos) r I, as como el par (T), son funcin del flujo de excitacin:

Por tanto, para una carga determinada se produce ms par y menor deslizamiento con una mayor relacin de volt por espira. La velocidad, es por tanto mayor cuando se emplea el menor nmero de espiras para una tensin determinada aplicada al estator de c.a.En la figura siguiente, cuando est abierto el contacto H y se cierran los contactos M (velocidad media) o L (baja velocidad), la velocidad del motor disminuye proporcionalmente con la disminucin del par desarrollado. El devanado principal de tomas se bobina de tal forma que incluso la seccin pequea (de elevada velocidad) queda uniformemente distribuida alrededor del estator y el devanado se proyecta para soportar el voltaje nominal sin sobrecalentamiento.

El mtodo de utilizar una bobina de reactancia externa de tomas, en serie, posibilita una cada de voltaje tal que, para una carga determinada, toda la bobina producir una mayor cada de voltaje.La velocidad ms elevada, obtenida por el cierre de los contactos H, se consigue sin el empleo de la bobina y la velocidad ms baja se consigue con el empleo total de la bobina.Este mtodo presenta la ventaja de ser adaptable a cualquier motor monofsico, sin embargo, presenta el inconveniente de una pobre regulacin de velocidad ya que al aumentar la carga, aumenta la corriente de carga y disminuyen la cada de voltaje en la bobina y la velocidad del motor.

REACTOR SATURABLE Y AMPLIFICADOR MAGNTICO:Al traducirse en un incremento de la velocidad un aumento del voltaje de lnea, la salida CA de los reactores saturables y amplificadores magnticos puede utilizarse efectivamente como dispositivo de control de la velocidad.Los devanados de reactancia, arrollados en los ramales exteriores del ncleo, pueden conectarse uno con respecto al otro en serie o en paralelo y el devanado de control de cd de saturacin lleva excitacin independiente. Cuando el voltaje de control de cd es nulo, el ncleo de hierro no est saturado y el reactor se comporta como una bobina de reactancia ordinaria que tiene una elevada inductancia propia y una cada de voltaje de gran impedancia.

El voltaje de CA del motor por tanto es pequeo cuando el voltaje de control de cd es pequeo o nulo. Cuando el voltaje de control aumenta en bornes de la bobina de control altamente inductiva, saturando el ncleo; la reactancia inductiva y la impedancia del estator disminuyen produciendo mayor tensin de salida de ca en el motor. Al aumento de la excitacin de cd del devanado de control corresponde un aumento de salida de ca del reactor.

4. Materiales e instrumentos:

TacmetroMotor de jaula de ardilla

Multmetro DigitalVariador de voltaje

Condensador Motor Universal

5. Datos experimentales:Con el variador de voltaje: Motor Jaula de ardilla:Prueba de vaco con Variador de voltaje:Velocidad (RPM)Voltaje (V)

Prueba 13460200

Prueba 23430180

Motor Universal:Velocidad (RPM)Voltaje (V)

Prueba 113384110

Prueba 212000100

TRANSFERENCIA:Describa un circuito que use SCR o TRIAC para reducir el voltaje eficaz aplicado al motor.Los DACS y TRIACS son dispositivos semiconductores catalogados como interruptores estticos. Estos van desplazando en gran nmero de aplicaciones a los clsicos conmutadores mecnicos, electromecnicos, tiratrones, etc.

Su empleo no se reduce nicamente al control de la potencia elctrica, sino que por sus caractersticas hallan gran difusin en el disparo, gobierno y control de salida en equipos de automatizacin.

Los interruptores estticos pueden definirse como aquellos dispositivos semiconductores que permiten la regulacin y el control de la potencia elctrica.En la actualidad su campo de aplicacin va desde el control en circuitos de baja potencia hasta el gobierno en circuitos de potencia media e incluso potencia elevada.

a) EL DIAC

El diac posee una constitucin interna semejante a la asociacin de dos diodos multiunin en anti paralelo. Observando la figura se puede adquirir una idea de la constitucin de este dispositivo.

Teniendo en cuenta su composicin, parece evidente que la curva caracterstica tensin-corriente, debe coincidir con la resultante de la asociacin de las respectivas curvas de ambos diodos. Sin embargo, las caractersticas propias de los diodos multiunin del DIAC hacen que sta adquiera una forma un tanto particular.

De acuerdo con la grfica, observamos que la curva caracterstica (INTENSIDAD-VOLTAJE) difiere de la correspondiente a un simple anti paralelo de los dos.Al polarizar directamente el DIAC con una tensin directa VD suficientemente elevada como para alcanzar el nivel de ruptura vbo, ste pasar a estado conductor.

Una vez activado el DIAC es capaz de canalizar una corriente en sentido directo la funcin de la tensin directa.

En el grfico se observa el particular funcionamiento del DIAC. A partir del instante en el que se supera la tensin de ruptura Vbo, la conduccin es proporcional a valores de VD que pueden ser inferiores a VBO.

Es decir: El disparo requiere una tensin VD > VBO

Una vez cebado el DIAC, la corriente lo es proporcional a VD cuyo valor es inferior a VBO.As pues, una vez disparado, el DIAC acta pilotado por una VD relativamente baja y permanece en estado de activacin.

Para devolverlo al estado de reposo, es necesario aplicar una VD < O Voltios. Evidentemente si VD disminuye hasta un valor negativo igual a -VD, el proceso se repite pero, esta vez, en el diodo opuesto. En este caso, -VD constituir la tensin denominada directa para el segundo diodo.

El mtodo de trabajo con los DIACS supone el prever el consecuente disparo para llevarlos al estado de conduccin. Esto se consigue, sumando a la seal de entrada los impulsos de disparo. De esta forma la respuesta del DIAC aparece durante el intervalo comprendido entre el disparo y el descebado (paso por VD =0).

La regulacin de potencia se consigue a partir de la distribucin de los impulsos de disparo. En el grfico se observa que a medida que los impulsos se desplazan hacia la derecha, la potencia que llega a la carga es menor ya que el DIAC bloquea la seal de entrada durante un intervalo mayor. Este procedimiento no es general, ya que la propia seal de entrada puede poseer una tensin de pico capaz de cebar el DIAC

El circuito que aparece en la figura es el que utilizaremos para la regulacin de la potencia aplicada sobre la carga. La regulacin es fija si el valor de pico y la forma de la seal permanece constante.

De todo lo expuesto se deduce que el DIAC es un interruptor esttico capaz de regular la potencia a consumir por una carga. Se utiliza en circuitos de C.A.

B)EL TRIAC

En esencia, el TRIAC es un DIAC controlado por medio de un tercer terminal denominado puerta.

Las curvas caractersticas son semejantes con la salvedad de que, en este caso, posee