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Funcionamiento de un motor de inducción de 3 Φ con suministro monofásico: 3 vías
Los motores de inducción se clasifican en dos tipos según el tipo de fuente de alimentación de CA. Motor de inducción trifásico y motor de inducción monofásico. Los motores de inducción trifásicos se utilizan ampliamente en comparación con los motores de inducción monofásicos en la mayoría de las aplicaciones industriales y agrícolas.
Debido a la escasez de energía, la energía trifásica continua no está disponible para aplicaciones agrícolas. En este caso, una fase se desconecta del interruptor agrupado (GOS). Por lo tanto, en la mayoría de los casos, dos de las tres fases están disponibles. Sin embargo, el arreglo especial no permite que una fuente de alimentación monofásica opere un motor trifásico.
Como sabemos, los motores de inducción trifásicos son motores de arranque automático. Un campo magnético giratorio se genera como el devanado del estator de un motor de inducción trifásico. Esto crea un cambio de fase de 120°. Sin embargo, para un motor de inducción monofásico, se induce un campo magnético pulsante. Por lo tanto, los motores de inducción monofásicos no son motores de arranque automático. Se requiere asistencia adicional para comenzar.
Nuevamente, se requieren ajustes adicionales para operar un motor de inducción trifásico con un suministro monofásico. Hay 3 formas.
- Uso de condensadores estáticos (método de cambio de fase)
- Uso de VFD (unidad de frecuencia variable)
- Usando un convertidor rotatorio
Este artículo describe brevemente cada método.
Usando capacitancia
El suministro de alimentación de CA trifásica al estator de un motor de inducción trifásico produce un campo magnético giratorio equilibrado variable en el tiempo con una separación de 120°. Pero para un motor de inducción monofásico, se induce un campo magnético pulsante. En este caso, no se genera ningún par inicial (par de arranque). Los motores de inducción monofásicos utilizan bobinados adicionales para crear un cambio de fase. En lugar de devanados de arranque, también se utilizan condensadores o inductores para crear el cambio de fase.
De manera similar a este principio, puede usar devanados trifásicos de un motor de inducción trifásico y cambiar un devanado usando capacitores o inductores. Cuando un motor de inducción trifásico arranca con potencia monofásica, funcionará continuamente con capacidad reducida. La potencia neta o eficiencia del motor se reduce en 2/3.rd de su capacidad nominal.
Este método Método de conversión de fase estática de nuevo método de cambio de fase de nuevo método de rebobinado.
En algunas configuraciones se utilizan dos condensadores. Uno para arrancar y otro para correr. El condensador de arranque es 4-5 veces más grande que el condensador de funcionamiento. El esquema de este arreglo se muestra en la siguiente figura.
El capacitor de arranque se usa solo para propósitos de arranque. Se desconecta del circuito después de arrancar. Un capacitor en funcionamiento siempre permanece en el circuito. Aquí, los motores están conectados en estrella como se muestra. Y ambos condensadores están conectados entre las dos fases del devanado.
La alimentación monofásica tiene dos terminales. Un terminal está conectado a la combinación en serie de devanados y el otro terminal está conectado al terminal restante del devanado trifásico. En algunos casos, solo se utiliza un condensador. Este tipo de arreglo se muestra en el siguiente diagrama.
En la mayoría de los casos, los motores de inducción pequeños se conectan en estrella. Aquí hemos tomado un motor de inducción trifásico conectado en estrella. Los autotransformadores se utilizan para aumentar los niveles de voltaje. Esto se debe a que la energía trifásica tiene niveles de voltaje de 400-440 V y la energía monofásica tiene niveles de voltaje de 200-230 V para una fuente de alimentación de 50 Hz.
Puede usar este circuito sin usar un autotransformador. En ese caso, el nivel de tensión sigue siendo potencia monofásica (200-230 V). El motor todavía funciona en este estado. Sin embargo, debido a la menor tensión, el par producido por el motor será menor. Este problema se puede resolver conectando un condensador de arranque adicional (Figura-1). Este condensador se conoce como condensador de arranque o condensador de bloqueo de fase.
Si necesita invertir la dirección del motor, cambie el diagrama de conexión como se muestra a continuación.
límite:
Las limitaciones del método capacitivo se muestran a continuación.
- Reduce la potencia de salida de un motor de inducción trifásico a 2/3rd de potencia a plena carga.
- Este método se puede utilizar con fines temporales. No apto para aplicaciones de funcionamiento continuo.
- En este método el efecto de carga es continuo en dos fases. Esto acortará la vida útil del motor.
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Uso de VFD
VFD significa variador de frecuenciaUn dispositivo utilizado para controlar el motor (control de velocidad durante la conducción). Un VFD regula la corriente de entrada del motor según la demanda (carga). Este dispositivo permite que el motor funcione de manera eficiente bajo diversas condiciones de carga.
Este método es ideal para operar un motor de inducción trifásico con un suministro monofásico. En este caso, la fuente de alimentación monofásica disponible se proporciona como entrada al VFD. Un VFD rectifica la energía monofásica y la convierte en CC. Una vez más, convierta la alimentación de CC en alimentación de CA trifásica. Y la frecuencia de la salida trifásica se ajusta con el VFD.
Por lo tanto, la energía disponible (monofásica) se alimenta al VFD y la salida del VFD (energía trifásica) se usa como entrada para el motor trifásico. También elimina la corriente de irrupción en el arranque del motor. Además, el motor se puede arrancar sin problemas desde parado hasta la velocidad máxima. Hay diferentes tipos y clasificaciones de VFD para diferentes aplicaciones y motores. Simplemente elija el VFD adecuado para su aplicación.
Un VFD cuesta más que un capacitor estático. Pero proporciona un mejor rendimiento del motor. El costo de VFD es más bajo que el convertidor de fase rotatorio. Por lo tanto, los VFD se utilizan en lugar de convertidores de fase rotativos en la mayoría de las aplicaciones.
Ventajas de los VFD:
Ventajas de usar un VFD para hacer funcionar un motor de inducción trifásico con un suministro monofásico.
- Al ajustar los parámetros del VFD, puede lograr un arranque suave del motor.
- Es fácil de operar de manera más eficiente con un rendimiento superior.
- Tiene una función de autodiagnóstico que se utiliza para proteger el motor de sobretensión, sobrecarga, sobrecalentamiento, etc.
- Está programado para realizar el control automático del motor.
Usando un convertidor de fase rotatorio
Otro método utilizado es operar un motor de inducción trifásico con un suministro monofásico usando un convertidor de fase rotatorio (RPC). Este proceso es muy costoso. Ofrece el mejor rendimiento en comparación con todos los demás métodos. Esto se debe a que el convertidor de fase giratorio produce una señal trifásica perfecta en la salida. Además, el costo de los convertidores rotativos es tan alto que no se usan mucho.
El diagrama de conexión para el convertidor de fase rotativo se muestra a continuación.
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