2. Características de funcionamiento de los motores eléctricos Anibal T. De Almeida ISR-Universidad de Coímbra 1 Temario • • • • Velocidad Par Principales tipos de carga Ciclos de servicio Velocidad y deslizamiento de los motores de inducción frecuencia de la tensión aplicada [Hz ]× 60 velocidad síncrona [rpm] = número de polos pares deslizamiento [%] = Velocidad síncrona − Velocidad de funcionamiento ×100 Velocidad síncrona Velocidad del motor • N - Rotaciones por segundo (frecuencia en Hz) • N - Rotaciones por minuto (RPM) • ω – velocidad angular (radianes/s) • ω=2πf 4 Curva par-velocidad típica de un motor de inducción de CA trifásico Par del motor Potencia [W ] Par [N .m] = velocidad [rad / s ] Potencia [W ] Par [N .m] = 2π × velocidad [rps ] Potencia [W ] Par [N .m] = 2π × velocidad [rpm]× 60 Par del motor • • • • Par de arranque - el par producido a velocidad cero. Si el motor tiene que mover una carga que es difícil de arrancar (una carga de alta inercia) habría que elegir un motor con un par de arranque alto. Par terminal mínimo de aceleración - el par mínimo que se produce durante la aceleración desde posición de reposo hasta la velocidad de funcionamiento. Puede ser muy importante para las aplicaciones que necesitan potencia para atravesar algunas barreras temporales antes de alcanzar la potencia de salida del nivel de trabajo. Par máximo crítico- es el par máximo que el motor puede producir antes de que entre en pérdida. Par a plena carga (también par de frenado) - El par producido a velocidad de plena carga que da la potencia nominal del motor. En este punto el par multiplicado por la velocidad es igual a la potencia nominal de la placa de identificación. Eficiencia con respecto a la carga ISR-Universidad de Coímbra 8 Variación del deslizamiento del motor según la carga V=Vn Deslizamiento Sn 0 20 40 60 80 100 Carga (%) Nota: para cargas de potencia constante, el deslizamiento varía aproximadamente según la inversa de la tensión al cuadrado. Por ejemplo: un aumento de la tensión del 5 %, lleva a una disminución del deslizamiento de aproximadamente 10 %. Características de la carga Hay tres tipos básicos de cargas en términos de P=f(w): • Par variable • Par constante • Caballo de fuerza constante En términos de variación de carga, las cargas pueden ser: • Cargas cíclicas • Cargas constantes ISR-Universidad de Coímbra 10 Tipos de cargas Par constante / Velocidad variable p. ej.: compresores de tornillo, cintas transportadoras y alimentadores Par variable / Velocidad variable p. ej.: bombas, ventiladores ISR-Universidad de Coímbra 11 Tipos de cargas Par Variable / Potencia constante p. ej.: unidades de tracción Alto par de giro de arranque / Par constante p. ej.: extrusoras, bombas de tornillo ISR-Universidad de Coímbra 12 Ciclos de servicio (clasificación IEC) N.º Ref. Tipo de ciclo de servicio Descripción 1 S1 Servicio continuo 2 S2 Servicio temporal Funcionamiento con carga constante con una duración suficiente para alcanzar el equilibrio térmico. Funcionamiento con carga constante durante un tiempo determinado, que no dura lo suficiente para alcanzar el equilibrio constante, seguida por un reposo que permite que la máquina alcance una temperatura similar a la del refrigerante ( 2 Kelvin de tolerancia) 3 S3 Servicio periódico intermitente Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales incluye un periodo de funcionamiento con carga constante y un reposo (sin conexión a la red eléctrica). Para este tipo de servicio, la corriente de arranque no afecta significativamente el aumento de temperatura 4 S4 Servicio periódico intermitente con arranque 5 S5 Servicio periódico intermitente con arranque y frenado eléctrico Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un periodo significativo de arranque, un periodo con carga constante y un periodo de reposo. Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un periodo de arranque, un periodo de operación con carga constante, seguido de un frenado eléctrico rápido, y un periodo de reposo. 6 S6 Servicio periódico de funcionamiento continuo Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un periodo de operación a carga constante y un periodo de operación en vacío. No hay periodo de reposo. 7 S7 Servicio de funcionamiento continuo con arranque y frenado eléctrico Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un periodo de arranque, un periodo de funcionamiento a carga constante, seguido de un frenado eléctrico. No hay periodo de reposo. Ciclos de servicio (clasificación IEC) N.º 8 Ref. S8 Tipo de ciclo de servicio Servicio periódico de funcionamiento continuo con cambios de carga y velocidad relacionados 9 S9 Servicio con variaciones de carga y velocidad no periódicas Descripción Secuencia de ciclos de servicio idénticos, cada uno de los cuales consiste en un periodo de funcionamiento con carga constante correspondiente a una velocidad de rotación predeterminada, seguido por uno o más periodos de funcionamiento con otra carga constante correspondiente a otra velocidad de rotación (p. ej., servicio). No hay periodo de reposo. El periodo de servicio es demasiado corto como para para alcanzar el equilibrio térmico. Servicio durante el cual la carga y la velocidad varían de forma no periódica dentro del rango permisible. Este servicio incluye sobrecargas frecuentes que pueden superar la plena carga. Gracias 15