CONTROL DE VELOCIDAD DE LOS MOTORES DE INDUCCIN MONOFSICO1. RESUMENEn este experimento lo que se hizo fue variar la velocidad de un motor monofsico con condensador de arranque, un motor universal y un motor trifsico. Se realiz esto utilizando tcnicas para variar la velocidad como: variar el voltaje aplicado y la frecuencia. Logrando as cambiar la velocidad de estos motores y posteriormente con los datos obtenidos, unas grficas para comparar que tanto influyen los distintos mtodos.2. OBJETIVOS

Controlar la velocidad de un motor de induccin monofsico.

3. MARCO TERICOTCNICAS PARA CONTROLAR LA VELOCIDAD DE UN MOTORa) Cambiar el nmero de polosAl variar los polos, se produce un funcionamiento satisfactorio puesto que el cambio de polos sucede en el estator como en el rotor, estos motores estn diseados para que mediante mtodos de conmutacin manual de polos se llegue a combinaciones asequibles de velocidad doblada o triplicada.

Figura 1

b) Variar la frecuenciaEs un mtodo moderno, donde se usa un ciclo-convertidor para lograr la variacin de frecuencia, ya que si se cambia la frecuencia ocurrir un cambio directamente proporcional a la rotacin de sus campos magnticos nsinc.

Figura 2

c) Cambiar el voltaje aplicado

Esta variacin se logra mediante la adicin de una resistencia, la cual causara un deslizamiento del rotor pero otorga ciertas ventajas: Variacin de la velocidad del motor en una gran gama Simplificidad de funcionalidad BaratoAunque debido a los deslizamientos sucede una baja eficiencia en el motor y adems del efecto joule por calentamiento de la resistencia adicional.

Figura 3

Existen 3 maneras de variar el voltaje:a) Utilizando un autotransformador (variac) para ajustar continuamente la lnea de voltaje.

b) Usar un TRIAC para reducir el voltaje eficaz aplicado al motor, se logra mediante el corte de la onda senoidal.

c) Agregando una resistencia en serie al estator.

4. MATERIALES E INSTRUMENTOS Motor monofsico asncrono con condensador de arranque y marcha

Motor monofsico universal

Equipo de control de potencia mediante TRIAC

1 multmetro:

1 Autotransformador

1 tacmetro laser

5. MTODO Y ESQUEMA EXPERIMENTAL

Figura 4. Conexin del motor monofsico para las pruebas de control de velocidad

a) Motor monofsico:

Conectar el motor monofsico universal y mediante el autotransformador variar el voltaje aplicado a los terminales del motor, en cada paso medir la velocidad, la corriente y la tensin aplicada. Conectar el motor universal y mediante el equipo de control de potencia variar la intensidad y la tensin aplicada.

b) Motor monofsico asncrono con condensador de arranque y marcha:

Conectar el motor asncrono con condensador de arranque y marcha y mediante un autotransformador variar el voltaje aplicado a los terminales del motor, encada paso medir la velocidad, la corriente y la tensin aplicada.

c) Motor monofsico asncrono con condensador de arranque y marcha y conmutador de velocidad.

Con ayuda del ohmmetro y del inductmetro medir la resistencia y la inductancia de cada uno de los devanados del motor monofsico asncrono con condensador de arranque y marcha y conmutador de velocidad. Luego conectar el motor y mediante el conmutador variar su velocidad en cada paso medir la velocidad, la corriente y la tensin aplicada.

6. DATOS EXPERIMENTALESTabla 1: Utilizando un autotransformador (Motor con condensador de arranque)Voltaje (v)Velocidad (RPM)

1001760

2201784

Tabla 2: Utilizando un TRIAC (Motor universal)Voltaje (v)Velocidad (RPM)

509400

10017000

15022000

Tabla 3: Utilizando un variador de frecuencia (Motor trifsico)Frecuencia (Hz)Velocidad (RPM)

10300

20600

30800

491460

501500

601800

7. ANLISIS DE RESULTADOS

Para el 1er caso (tabla 1) se nota claramente que controlar la velocidad variando el voltaje con un autotransformador no es muy eficaz porque las velocidades no cambian de manera importante.

Para el segundo caso (tabla 2) se observa que las velocidades van cambiando ms rpidamente ante una menor variacin de voltaje que en el caso anterior.

Para el tercer caso (tabla 3) se observa que variando las frecuencias de la corriente, la velocidad va cambiando de manera ms precisa o de saltos ms pequeos que en el caso anterior.

Se puede apreciar que es muy conveniente utilizar el TRIAC o el variador de frecuencia para controlar las velocidades del motor. Pero stos se utilizarn segn como queramos que trabaje el motor, ya que con uno se puede variar de manera ms drstica (TRIAC) que con el variador de frecuencia.

8. CONCLUSIONES Las prestaciones del variador de frecuencia con las ms recomendadas, ya que tiene una cantidad muy amplia de velocidades. Sin embargo este instrumento es bastante caro, es por eso que en algunos casos se prefiere usar otros modos del control de velocidad.

Los motores de corriente continua tiene la particularidad de que el control de su velocidad tiene una alta versatilidad, ya que solo se aria el voltaje de ingreso. En algunos casos esos motores remplazan a los monofsicos.

Los otros mtodos de control de velocidad ofrecen una manera ms econmica de resolver el problema. No obstante, las velocidades no son ajustables, sino que son fijas y la carga tiene que adecuarse a la velocidad ms cercana en vez de que la velocidad se adecue a la carga.

9. TRANSFERENCIADescribir 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

Figura 5

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.

Figura 6Una 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.

Figura 7

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

Figura 8

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.

Figura 9

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

Figura 10

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 una entrada suplementaria para el control del disparo. Esta caracterstica queda claramente denotada en su smbolo elctrico.

El TRIAC se emplea fundamentalmente en la regulacin de la potencia elctrica en C.A. Interviene en circuitos de gobierno de motores, hornos, etc.

Figura 11

Tambin se usa en aplicaciones de activacin controlada de circuitos elctricos y electrnicos.

Es comn la utilizacin del TRIAC en circuitos de alarma excitados por luz, por contacto, o por cualquier otro transductor.

La seal de control se aplica entre la puerta G y uno de los terminales activos. El disparo requiere una excitacin de puerta de las siguientes caractersticas:

vg-a1entre 1,5 y 3 Voltios.

igentre 30 y 200 mA.En el esquema de un circuito tipo se distinguen dos bloques perfectamente diferenciados:El bloque de entrada es quien suministra la seal alterna que, controlada por el TRIAC, debe actuar sobre la carga.

El bloque de control sintetiza la seal para el control de cebado del TRIAC.El primer bloque puede estar perfectamente constituido por la entrada de tensin de red C.A. y los adecuados filtros inductivos.

El segundo bloque encargado del control del interruptor esttico puede estar constituido, por ejemplo, por una LDR y el circuito adaptador de nivel para actuar sobre la puerta G, de acuerdo con las variaciones de luminosidad acusadas por la LDR (fotorresistencia).Conociendo las caractersticas de disparo del TRIAC, el diseo del circuito de control no presenta excesivas dificultades.

Para proteccin del TRIAC se colocar en paralelo una resistencia y un condensador en serie. Su finalidad es evitar la destruccin del TRIAC ante la posibilidad de sobre-tensiones.

10. BIBLIOGRAFA

http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lep/salvatori_a_m/capitulo3.pdf http://www.superrobotica.com/conmotor.htm http://www.pablin.com.ar/electron/circuito/varios/pwm-cc/ http://www.unicrom.com/cir_dimmer_cntrl_motor.asp