¿Cuál es la diferencia entre el inversor y el control de resistencia secundario?
Voy a responder esta pregunta desde la perspectiva del control de velocidad de un motor de inducción de rotor bobinado, usando el control de resistencia del rotor, en comparación con el control de velocidad de un motor de inducción de jaula de ardilla que usa control de variador de frecuencia (VFD). Usaré el estándar IEC de 400Vac 50Hz de suministro y voltaje y frecuencia del motor, pero la respuesta es aplicable a diferentes estándares de suministro con conversiones apropiadas.
Control de resistencia secundaria
La Figura 1 muestra los conceptos básicos del control de velocidad utilizando resistencia de rotor variable en un motor de rotor bobinado. La figura 1 (a) muestra la conexión. La resistencia del rotor es un grupo trifásico de estrella o triángulo conectado, y se cambia por pasos. Este cambio de paso se puede hacer a mano o automatizado mediante contactores.
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Figura 1: Control de velocidad del motor del rotor de la herida usando resistencias secundarias
La Figura 1 (b) muestra un conjunto típico de curvas de par versus velocidad para un controlador de 4 pasos. Tenga en cuenta que en realidad no controlamos la velocidad: controlamos la velocidad del motor a la que se produce el par de salida máximo. Por lo tanto, las siguientes limitaciones se aplican a este método:
- Solo es adecuado para una carga con una curva de par vs velocidad predecible. Para una carga donde el par puede variar, por ejemplo, un transportador o un torno, la regulación de velocidad es bastante pobre.
- No es posible una velocidad mínima baja, y la velocidad más baja depende en gran medida de la curva de par vs velocidad de la carga.
- El control está en pasos discretos. Por lo tanto, no es posible el control continuo de la velocidad, como el requerido para el control del proceso utilizando un circuito de retroalimentación.
- A velocidades reducidas habrá potencia disipada en las resistencias del rotor. Por lo tanto, este método se vuelve ineficiente a velocidades más bajas.
Control de frecuencia variable
Para el control de frecuencia variable, se puede utilizar un motor de inducción estándar de jaula de ardilla. Esto es mucho más barato y más fácil de conseguir que un motor de rotor bobinado de capacidad equivalente. La conexión es simple: esto se representa en la Figura 2 (a).
Figura 2: Control de velocidad del motor de la jaula de ardilla utilizando un variador de frecuencia
El controlador de frecuencia variable (VFD) genera una familia completa de curvas de par vs velocidad, cada una con una velocidad síncrona correspondiente a la frecuencia suministrada al motor en cualquier instante. Consulte la Figura 2 (b). Este es el mejor método de control de velocidad, por las siguientes razones:
- La alta eficiencia se mantiene en todo el rango de velocidad.
- El control de velocidad continuamente variable está disponible. Esto puede controlarse electrónicamente mediante (p. Ej.) Una señal de control de 0 a 10 V o de 4 a 20 mA. Esto hace que un controlador de motor de frecuencia variable sea ideal para la automatización de procesos.
- Se mantiene el par disponible del motor, incluso a bajas velocidades. Por lo tanto, es adecuado para su uso con cargas de cualquier característica de par.
- Se logra una buena regulación de la velocidad incluso si el par de carga varía.
- Se pueden lograr velocidades superiores a la “velocidad base” de 50 Hz, aunque con una reducción en el par máximo disponible.
Para obtener más información sobre la rareza actual de los motores de rotor bobinado en la industria, consulte mi respuesta anterior:
La respuesta de Ian McKenzie a ¿Por qué los motores de inducción de anillo deslizante son menos extensos en comparación con los motores de inducción de jaula de ardilla?