Tipos básicos de operaciones y sistemas de protección de motores trifásicos

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Debido a la construcción robusta y la facilidad de control, los motores asíncronos trifásicos son ampliamente preferidos sobre muchos otros motores para el Aplicaciones impulsadas por motores de CA . Este motor trifásico es responsable de operaciones de carga más grandes en varias aplicaciones, como montacargas de mercancías y elevadores, transportadores, compresores, bombas, sistemas de ventilación, controladores de ventiladores industriales, etc.

Motor trifásico

Motor trifásico



Con la invención de los variadores de velocidad y varios otros tipos de arrancadores de motor , los motores trifásicos se han convertido en accionamientos favorables para aplicaciones de velocidad variable. Como estos motores son importantes en la conducción de carga, también es importante garantizar su seguridad y protección contra corrientes de arranque de arranque, sobrecargas, monofásico, sobrecalentamiento y otras condiciones defectuosas. Antes de entrar en los detalles de estos motores y sus sistemas de protección, veamos los conceptos básicos de los motores trifásicos.


Motores de CA trifásicos

Los motores trifásicos o polifásicos son principalmente de dos tipos: motores asíncronos o de inducción y motores síncronos. Motores síncronos son tipos especiales de motores utilizados en aplicaciones de velocidad constante, mientras que la mayoría de los motores utilizados en aplicaciones industriales son de inducción. Este artículo se concentra solo en un trifásico motor de inducción y su protección .



Construcción de motor de inducción

Construcción de motor de inducción

Estos motores son motores de inducción de tipo ardilla y de anillo deslizante. Inducción trifásica El motor consta de un estator y un rotor. , y no hay conexión eléctrica entre estos dos. Estos rotores y estator están hechos de materiales de núcleo de alto magnetismo con menos histéresis y pérdidas por corrientes parásitas. El estator consta de devanados trifásicos superpuestos entre sí en un cambio de fase de 120 grados. Estos devanados están excitados por suministro principal trifásico.

Este rotor de motor de CA trifásico es diferente para los motores de inducción de anillo deslizante y de jaula de ardilla. En un motor de jaula de ardilla, el rotor consta de pesadas barras de aluminio o cobre que tienen un cortocircuito en ambos extremos del rotor cilíndrico. En un motor de inducción de tipo anillo deslizante, el rotor consta de devanados trifásicos que están estrellados internamente en un extremo, y los otros extremos se llevan al exterior y se conectan a los anillos deslizantes montados en el eje del rotor, como se muestra en la figura. . Con la ayuda de escobillas de carbón, se conecta un reóstato a estos devanados para desarrollar un alto par de arranque.

Principio de funcionamiento: Siempre que se suministra un suministro trifásico al devanado del estator trifásico, se produce en él un campo magnético giratorio con 120 desplazamientos de magnitud constante y que gira a velocidad síncrona. Este campo magnético cambiante viaja al conductor del rotor provocando que se induzca una corriente en los conductores del rotor de acuerdo con las leyes de inducción electromagnética de Faradays. A medida que los conductores del rotor están en cortocircuito, la corriente comienza a fluir a través de estos conductores.


Según la ley de Lenz, estas corrientes inducidas se oponen a la causa de su producción, es decir, campo magnético giratorio. Como resultado, el rotor comienza a girar en la misma dirección que el campo magnético giratorio. Sin embargo, la velocidad del rotor debe ser menor que la velocidad del estator; de lo contrario, no se inducen corrientes en el rotor porque la velocidad relativa de los campos magnéticos del rotor y el estator es la razón del movimiento del rotor. Esta diferencia entre los campos del estator y del rotor se llama deslizamiento. Debido a esta diferencia de velocidad relativa entre el estator y los rotores, este motor trifásico se denomina máquina asíncrona.

Tipos de protecciones necesarias para motores de inducción

Los motores de inducción trifásicos son responsables del 85 por ciento de la capacidad instalada de los sistemas de conducción industriales. Por lo tanto, la protección de estos motores es necesaria para el funcionamiento confiable de las cargas. Las fallas del motor se dividen principalmente en tres grupos: eléctricas, mecánicas y ambientales. Las tensiones mecánicas provocan un sobrecalentamiento que da como resultado el desgaste de los cojinetes del rotor, mientras que la sobrecarga mecánica provoca la extracción de fuertes corrientes y, por lo tanto, aumenta las temperaturas. Las fallas eléctricas son causadas por varias fallas como fallas de fase a fase y de fase a tierra, monofásico, sobre y bajo voltaje, desequilibrio de voltaje y corriente, baja frecuencia, etc.

Arranque de la corriente del motor de inducción

Arranque de la corriente del motor de inducción

Además de los sistemas de protección del motor para los fallos mencionados anteriormente, también es necesario utilizar un arrancador de motor trifásico para limitar la corriente de arranque del motor de inducción. Como sabemos, en todas las máquinas eléctricas, cuando se proporciona suministro, existe una oposición a este suministro por parte de un EMF inducido, que se denomina EMF. Esto limita el consumo de corriente de la máquina, pero al principio, la EMF es cero porque es directamente proporcional a la velocidad del motor. Y por lo tanto, la enorme corriente del EMF de retorno cero será consumida por el motor al inicio, y esto será de 8 a 12 veces la corriente de carga completa como se muestra en la figura.

Para proteger el motor de la alta corriente de arranque, existen diferentes métodos de arranque disponibles como voltaje reducido, resistencia del rotor, DOL, arrancador estrella-triángulo , autotransformador, arrancador suave, etc. Y, para proteger el motor de las fallas antes mencionadas, se implementan varios equipos de protección como relés, disyuntores, contactores y variadores de frecuencia.
Estos son algunos de los sistemas de protección para motores de inducción trifásicos contra corrientes de arranque de arranque, sobrecalentamiento y fallas monofásicas con el uso de un microcontrolador para aplicaciones de bajo nivel para una mejor comprensión de los estudiantes.

Arranque suave electrónico para motor de inducción trifásico

Esta arranque suave del motor de inducción es el método moderno de arranque que reduce las tensiones mecánicas y eléctricas causadas en los arrancadores DOL y estrella-triángulo. Esto limita la corriente de arranque al motor de inducción mediante tiristores.

Este arrancador de motor trifásico consta de dos unidades principales: una es la unidad de potencia y la otra unidad de control. La unidad de potencia consta de SCR espalda con espalda para cada fase, y estos son controlados por la lógica implementada en el circuito de control. Esta unidad de control consta de un circuito de cruce de voltaje cero con capacitores para producir tiempo de retardo.

Arranque suave electrónico para motor de inducción trifásico

Arranque suave electrónico para motor de inducción trifásico

En el diagrama de bloques anterior, cuando se proporciona un suministro trifásico al sistema, el circuito de control rectifica cada suministro de fase, lo regula y compara el voltaje de cruce por cero del amplificador operacional. Esta salida de amplificador operacional impulsa el transistor, que es responsable de producir un retardo de tiempo con el uso de un condensador. La descarga de este capacitor habilita otra salida de amplificador operacional durante un cierto tiempo para que los optoaisladores se activen durante este tiempo transcurrido. Durante este tiempo, la salida del optoaislador activa tiristores consecutivos y la salida aplicada al motor se reduce durante este tiempo. Después de este tiempo de arranque, se aplica un voltaje completo al motor de inducción y, por lo tanto, el motor funciona a máxima velocidad. De esta manera, la activación de voltaje cero durante un cierto período de tiempo al arrancar un motor de inducción reduce deliberadamente la corriente de arranque de arranque del motor de inducción.

Sistema de protección del motor de inducción

Este sistema protege el motor de CA trifásico de fase única y sobrecalentamiento. Cuando alguna de las fases está fuera, este sistema la reconoce y apaga inmediatamente el motor, que se alimenta de la red.

Sistema de protección del motor de inducción

Sistema de protección del motor de inducción

Las tres fases se rectifican, filtran y regulan y se entregan a un amplificador operacional donde este voltaje de suministro se compara con un cierto voltaje. Si se pierde alguna de las fases, entonces da voltaje cero en la entrada del amplificador operacional y, por lo tanto, le da una lógica baja al transistor que desenergiza aún más el relé. Por lo tanto, el relé principal se apaga y se interrumpe la alimentación del motor.

De manera similar, cuando la temperatura del motor excede un cierto límite, el la salida del amplificador operacional se desenergiza el relé apropiado incluso entonces también se apaga el relé principal. De esta manera, las fallas de fase única y las condiciones de sobrecalentamiento pueden superarse en el motor de inducción.

Se trata de sistemas de protección de motores trifásicos contra corrientes de arranque de arranque, fase única y sobrecalentamiento. Reconocemos que la información proporcionada en este artículo es útil para comprender mejor este concepto. Además, cualquier ayuda para la implementación de estos proyectos u otros, puede contactarnos comentando a continuación.

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