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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL ' FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRIC ESPECIAL1ZACION POTENCIA TESIS DE GRADO "TRANSITORIOS EN LA RECOWE^IOW VE MOTORES Rom n PE INDUCCIÓN" TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE INGENIERO ELÉCTRICO EN LA ESPECIALIZACION DE POTENCIA Quito - Julio - 1981

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL 'FACULTAD DE INGENIERÍA ELECTRIC

ESPECIAL1ZACION POTENCIA

TESIS DE GRADO

"TRANSITORIOS EN LA RECOWE^IOW VE MOTORES

Rom n

PE INDUCCIÓN"

TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE

INGENIERO ELÉCTRICO EN LA ESPECIALIZACION

DE POTENCIA

Quito - Julio - 1981

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Certifico que el presente trabarjo fue

realisado en su totalidad por e'l Sr.

Ángel.G. Bonilla R. bajo mi direeción

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A MIS PADRES

Y HERMANOS

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A - G - R A D-E-C-I M - I - E - N T

Al Sr. Ing. Milton Toapante. por su- acertada

dirección y a todos mis amigos y profesores

que de una u otra 'manera colaboraron en la

realización de este trabajo.

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ÍNDICE GENERAL

INTRODUCCIÓN

CAPITULO I

LA MAQUINA DE INDUCCIÓN

1.1. Principips básicos para el análisis. . .

1.2. Ecuaciones de la Máquina de Inducción

en los ejes a, b y c..^ ,

1.2.1. Ecuaciones de voltaje ....,...,

1.2.2. Ecuaciones de las concatenaciones

de flujo , „

1.2.3. Ecuaciones de la Máquina de Inc(uc_

ción Referidas al Estator ...

1.2.4. Ecuación del Torque electromagné-

tico

1.3. Ecuaciones de la máquina de inducción en

los ejes q, d y o

1.3.1. Ecuaciones de las concatenaciones

de flujo

1.3.2. Ecuaciones de voltaje

1.3.3. Ecuaciones del Torque Electromag-

nético .

1.3.4. Ecuaciones del Torque electromecá_

nico

v

Página

1

14

17

19

21

28

31

37

39

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1.4. Estado Estable de la Máquina de Induc-

ción *

1.4.1. Ecuaciones de voltaje en Estado

Estable

1.4.2. Análisis del Circuito equivalen

te ....,..,

1.4.3. Característica torque-desliza -

miento

1.5 Estudio de la Kecone-^ión a la misma -

fuente

1.6 Estudio del Frenado por Inversión de

Fases

1.7 Estudio del Frenado Dinámico . t

Pag.No

PRUEBAS EXPERIMENTALES

2.1 Parámetros de la Máquina de Inducción

2.1.1. Cálculo del Momento de Inercia

a) Método físico del movimiento

de Rotación

ta) Método Electromecánico....

b.l) Prueba de vacío desacoplado

b.2) Prueba de desaceleración

2.2 Oscilogramas de los Transitorios en la

. vi .

40

45

47

51

58

60

61

65

68

68

74

75

77

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Recone^ión a la misma fuente

2.3 Oscilogramas de los transitorios en el

frenado por Inversión de Fases......

2.4 Oscilogramas de los transitorios en el

Frenado Dinámico

CAPITULO III '

REPRESENTACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO

3.1 Consideraciones básicas . . .. « . . . .

3.2 Ecuaciones del Modelo Matemático .... *

3.3 Ecuaciones del Modelo Matemático en

por unidad ............ ...»

3.4 Método de Runge-Kutta para la integra

ción numérica

3.5 • Descripción del Método de Solución Nú

mérica c . . . .

3.6 Diagrama de flujo .y Programa Di

gital

3.6.1. Diagrama de flujo simplificado

3.6.2. Programa digital

3.7 Ejemplos de Aplicación y Resultados..

3.7.1. Ejemplos de aplicación

3.7.2. Resultados ,

Pag ."

89

94

102

110

112

118

124

127

138

138

138

145

145

146

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Pag.No,

CAPITULO IV

ANÁLISIS-DE LOS RESULTADOS

4.1' Comparación de los Resultados Medidos

y Calculados

4.1.1. Resultados de Recone xrión a la

misma fuente

4.1.2. Resultados del Frenado por In-

'•'•ersión de Fases

4.1.3. Resultados del Frenado Dinámi-

co

4 . 2 Restricciones

4.3 Conclusiones y'Recomendaciones

4.3.1. Conclusiones

4.3.2. Recomendaciones

Apéndices y Bibliografía"

Apéndice A «,

Descripción del Método de Eliminación

de Gauss . , . D

Apéndice B ,

Diagramas de Flujo . . . *

Apéndice -C .-

Listado del Programa Digital

167

168

171

173

176

179

179

181

183

184

188

189

215

216

VIH.

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Páq.No

Apéndice D •*..-"<

Manual del Programa Digital

Apéndice E

Características del Equipo utilizado

Bibliografía

231

232

238

239

246

"iir-áif rV- -

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I-N-T R o D u c c-

Los motores de inducción son máquinas asincróni^

cas, que por ser técnica y económicamente ventajosos,. tie_

nen una gran variedad de aplicaciones, especialmente en -

la industria, luego es necesario conocer su comportamien-

to 'bajo cualquier condición de operación, para emplearlos

eficientemente.

Los problemas transitorios más importantes y co_

muñes que se presentan en los motores de inducción, se re

lacionan principalmente con la puesta en marcha y paro de

los mismos, así como en su.aptitud para seguir prestando

servicio durante las perturbaciones del sistema de sumi

nistro y operaciones de conedóión rápida requeridas en al-

gunos procesos de producción.

Cuando se producen cambios en las

perativas existentes, las correspondientes

la energía magnética almacenada, no ocarren instantánea -

mente, sino que la situación tiende a estabilizarse en

las nuevas condiciones impuestas, después de un cierto pe

condiciones o

variaciones en

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ríodo transitorio.

Pueden ocurrir diversos fenómenos transitorios,

en los cuales tanto la velocidad como las corrientes es

tan cambiando. En la industria, sin embargo

inducción es a menudo desconectado de la fu

tación y reconectado a la misma o a una dif

, el motor de

snte de aliiuen

érente», antes

que las corrientes del rotor decaigan por completo. Bajo

estas condiciones, el comportamiento .transitorio con flu-

jo en el entrehierro, es mucho más severo que cuando to -

das las corrientes iniciales son iguales a cero.

El objetivo de'este trabajo, es investigar los

transitorios producidos en este tipo de operaciones de co

ne>6.,i6n rápida (recone ~x-ion a la misma fuente, frenado -

por inversión de fases y frenado dinámico) del motor de -

inducción, que bien pueden ser llamadas "OPERACIONES DE

RECONE3CION" (*) . Para lo cual se ha desarrollado un mo-

delo matemático, representativo de la máquina real, tal

como lo exigen los propósitos de este análisis.

La teoría de las máquinas gira toarlas, considera

*) Referencia 1 *

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. 3

los siguientes pasost para el estudio del comportamiento

dinámico de las máquinas (**).

1.FORMULAR LAS ECUACIONES DIFERENCIALES BÁSICAS, MEDIANTE

LA APLICACIÓN DE LAS LEYES DE LA FÍSICA

comportamiento

re

una maquina

las ecuacio -

de

stricciones -

En el primer capítulo, se considera

simétrica trifásica ideal, para desarrollar

nes diferenciales que representan el

una máquina de inducción, con las debidas

del caso.

2. DETERMINACIÓN DE LOS P.ARAMETROS DE LA MAQUINA

En el segundo capítulo, se hacen (Las diferentes

pruebas de laboratorio, para determinar los parámetros de

la máquina y además, se obtienen los oscilogramas de los

^transitorios en las siguientes operaciones de reconección

Recone-^oLón a la misma fuente

Frenado por inversión de fases; o, contra

Frenado dinámico.

3. MEDIANTE PROCEDIMIENTOS MATEMÁTICOS ADECUADOS RESOLVER

(**) Referencia 2.

:orrienter y

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.4.

LAS ECUACIONES DIFERENCIALES; DE TAL MANERA'QUE SE OB -

TENGA UNA INFORMACIÓN ÚTIL

Las ecuaciones diferenciales del

no son lineales, al representar el estado transitorio pues

las corrientes en todos los circuidos del motor dejan de -

ser sinusoidales y de amplitud constante por consiguiente

tampoco lo serán las ondas de la componente de fuerza mag-

netomotriz y del flujo en el espacio/ consecuentemente la

primer capítulo

velocidad rotacional también varía, por lo

•ción analítica útil no es posible, sin embargo, en el ter-

cer capítulo, se desarrolla un modelo matemático que permi

te una solución numérica, con la ayuda del

tal.

Finalmente, en el cuarto capítulo, se- comparan

las mediciones experimentales obtenidas en

tanto, -una solu

computador digi

el laboratorio,

con los resultados calculados en el computador digital y

si el resultado, de esta comparación es aceptable, se puede

llegar a la conclusión de que el modelo propuesto para el

análisis de una máquina de inducción es satisfactorio.

accionamientosLa automatización de los

eos y de los procesos de producción, debidos

científico y tecnológico, permite que los

conductores de potencia desplacen a los

eléctri-

al avance -

elementos semi-

s electromeequipos

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c'ánicos y electromagnéticos de las áreas de

ción, emergencia y control automático de las modernas ins_

talaciones industriales. Por lo tanto, este

mando, regula

tipo de dis -

turbios de ciclo intermitente, cuyas frecuentes paradas y

arranques provocan repetidas y elevadas corrientes que ex

ceden en varias veces a la corriente nominal del motor de

inducción, deben ser tomadas muy en cuenta al seleccionar

los equipos de protección, los elementos semiconductores

de potencia y al diseñar los diferentes circuitos del sis

tema.

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C - A - P i T U'L-O r

LA MAQUINA DE INDUCDION

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C - - A - P - T T U

LA MAQUINA DE INDUCCIÓN

1,1, PRINCIPIOS BÁSICOS PARA EL ANALISI$(*)

Para el análisis matemático del motor de inducción

trifásico, se ha considerado una máquina simétrica ideal don

de se pueden asumir las siguientes suposiciones:

1. El entrehierro es uniforme

2. La saturación magnética, histéresis y cor

se desprecian

3. Los devanados tanto del estator como del

eos, distribuidos y simétricos de tal modo

das de fuerza magnetomotriz y de densidad

soidales, reduciendo al mínimo el contenido

Cada bobinado tiene su propia autoinducción

ciÓn mutua con los otros bobinados.

4. Las autoinducciones y las inducciones

de bobinados situados en el mismo lado

son constcintes bajo el supuesto de que el

uniforme y la saturación magnética despreciable

del

" Referencias 1, 3, 4 y 5

rientes de Eddy

rotor son identi_

que generen on

de flujo sinu -

de armónicas.

y su induc -

entre pares

entrehierro ,

entrehierro es

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5. Pero las inducciones mutuas entre bobinados situados

a uno y otro lado del entrehierro varían con el cose_

no del ángulo formado per sus respectivos ejes magne_

ticos*

6. El valor de la resistencia varía muy poco debido a

los cambios de temperatura y frecuencia, por lo tan

to, se asume que es constante.

1,2, ECUACIONES DE LA MAQUINA DE INDUCCIÓN EN LOS EJES A,

B, Y C, (*)

puede

anteriores f

conside -

acoplados -

ecuacione 3 -

Tomando en cuenta las suposiciones

una máquina simétrica ideal de dos polos

rarse como un conjunto de circuitos lineales

(figura 1 y 2), donde es fácil formular las

generales de la máquina.

1.2.1. Ecuaciones de Voltaje

En cada una de las fases de la figura 2, se

puede aplicar la siguiente relación de voltaje:

v ™ r. i

(*) Referencias 3 y 5

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V

i

. 9

Donde:

i? es el voltaje por fase

: es la corriente por fase

: son las concatenaciones de flujo totales de una bobi-

. na particular

r

P

: es la resistencia total por fase de un

: d/dt, es un operador .

Luego los voltajes fase-neutro d si estator y del

rotor son:

v = r . i + p Xas s as ^ as

bs s* bs p . bs

v = r . i + p Xes s es c es

v = r . i + p Xar r ar ^ ar

v, = r . i. -i- p X,br r br * br

v = r . i + p X /cr r cr c cr /

Los subíndices afb y c representan

la máquina y los subíndices s y r denotan

el rotor respectivamente.

bobinado, y

(1-2)

las fases de

el estator y

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. 10

eje bs

eje br

W.

es

ESTATOR

bs

eje es

eje cr

FIGURA 1

ESQUEMA DE LA.MAQUINA SIMÉTRICA TRIFÁSICA

DE DOS POLOS

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. 11

ESTATOR

FIGURA 2

CIRCUITO DE LA MAQUINA SIMÉTRICA TRIFÁSICA

DE DOS POLOS

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. 12

Estas mismas ecuaciones expresadas en forma ma-

tricial son:

v

abes

vabcr

Desarrollando queda:

"abcsj

"abcr01! Nibes

abcr

Si en la ecuación matricial anterior

rrolla cada una de las submatrices, se tiene

vabes

vas

vbs

ves

V iabcrj

var

v.br

vcr

(1-3)

(1-4)

'r se desa

que:

(1-5)

(1-6)

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co II H

O H I H

•-Í I H.

CN H 1 H

O

OO

O

tnM

.

O

O

OO

O

O

U)

ti(ti

¿

•H

-H

M ttíM ü

tn (tiM

M

fd

XI

U,r

Q rti

M üW

;

ü

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. 14 .

1.2.2. Ecuaciones de las concatenaciones de flujo

Por definición:

X = L i (1-13)

Expresando esta ecuación en forma matricial, se

tiene:

X = L i

Desarrollando queda:

abes

abcr

L,

L

'abes

"abcr

T significa transpuesta de una matriz

Las submatrices de inductancias propias del esta

tor y rotor son:

(1-14)

(1-15)

L O Os

O L Os

O O L

(1-16)

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L

L O O

Lr O

Don.de

L = L- + Ls Is ms

L = Ln + Lr Ir mr

. 15 .

(1-17)

(1-18)

(1-19)

L., y L, : son las inductancias de dispersión del estatorIs * Ir c

y del rotor; yf

L y L : son las inductancias de magnetización del estams J mr ^

tor y del rotor respectivamente

La submatriz de iuductancias mutuas entre los bo

binados del estator y del rotor se obtiene

luego :

L^_ = LSR sr

?TTcos e eos ce + —) eos (

2ir o.+

(e j-

de la figura 1,

(1-20)

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. 16 .

Y, la transpuesta de esta submatriz es:

LSR

T= Lsr

Cos & Cos (B 27rr 3

TT ."

• 2irCos (9 +—) Cos 6r 3 r

O,

Cos

Cos

«r 3

r 3

Donde:

L : es la amplitud máxima de la inductansr ^

(1-21)

-.ia mutua entre

los bobinados del estator y del rotorf y

: es el desplazamiento angular entre 1

tor y del estator.

Si la ecuación matricial (1-15) ,

en la (1-4) y agrupando términos, se tiene:

os ejes del ro-

abes

[ abcrj

=

Fr ~] + p [" L "j ' p r L-JL S.J L SJ i L 0RJ

u i T ' r i j. ÍL 1_ P [ V ] Ipr] + p [ r j

abes

f i ~ ~ Tabcr

L J

(1-22)

Esta ecuación matricial de voltajes contiene las

ecuaciones diferenciales básicas que determinan el compor-

tamiento del motor de inducción.

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17 .

1.2.3. Ecuaciones de la máquina de Inducción referirías al

estator

Generalmente, los parámetros de las máquinas, •-

son medidos con respecto a los bobinados del estator, por

lo tanto, es conveniente referir todos los

rotor y sus variables al estator.

parámetros del

La ecuación matricial (1-22) al ser referida al

estator se transforma en la siguiente expresión matricial

abesU

K-abcr

r .-

Donde, las submatrices de voltaj

inductancias mutuas, inductancias propias

del rotor referidas al estator se dan a

(1-23

es, corrientes,

y resistencias

continuación

i -abcr J

"abcrl

N

N

vabcr

r iN.

"abcr

(1-24

(1-25)

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NMS L

SR

I/ L

Nc

N r J

Y N : es el número de espiras del

peetivamente.

Cl-26)

(1-27

(1-28)

estator y rotor res-

Las primas (') indican que los parámetros y las

variables del rotor están referidas al estator*

Y al desarrollar la matriz (1-23]

de las fases, se tiene:

v = r i + p Xas s as ^ as

v. = r i, + p X,bs s bs L bs

v = r i + p ,es s es ^ Xcs

. 18

para cada una

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V 1ar

br -

r' i" + p X"r ar ^ ar

" 'ir + p Arr br ^ br

v' = r" i" + p X"cr r cr ^ cr

. 19 ,

(1-29)

1,2.4. Ecuación del torque electromagnético (*)

Para el desarrollo de la ecuación del torque e-

lectroraagnético, se partirá de la ecuación de la energía

instantánea almacenada en el campo magnético, que es:

Wm = l

Donde:

,TL i

'abes | ' " abcr

"abes

'ab6r

* ) Referencia 6

(1-30)

(1-31)

(1-32)

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L =L L

MS

TLMS

El torque electromagnético esta dado por la si-

guiente expresión:

eWm

. 20 .

(1-33)

(1-34)

Al sustituir la ecuación (1-30) en la ecuación

anterior, se tiene:

T - 1 'Pe ~ 2

Donde:

M ±1T[9 ' -M G i

G = 39

Desarrollando la ecuación (1-35)

siguiente expresión del torque electromagnético:

T —er£L2 ms -as ar 2

1 -.2 e:

_

2

n -

(1-36)

f se llega a

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+ i (i" - - i" - i i" ) sen &es cr 2 br 2 ar J r

- i - u , ( i - i *~ Í } ~f~ Í, (Í X )2 L as br cr bs cr - ar

. 21

+ i (i" - ir ) Cos ees ar br J r

Siendo P el número de polos

1.3, ECUACIONES DE LA MAQUINA DE INDUCCIÓN

d y O (*)

Debido a la variación sinusoidal

tancias mutuas (entre bobinados situados a

do del entrehierro) con respecto al ángulo

'(1-37)

EN LOS EJES q.

de las induc -

uno y otro la-

de desplaza -

miento 9 , aparecen en las ecuaciones de voltaje, coefi -

cientes que varian con el tiempo. Afortunadamente, esta -

característica indeseable, puede ser eliminada por un a-

propiado cambio de variables, medianfee un

rencia arbitrario, donde las ecuaciones de

son expresiones que no implican interpretación física al-

guna y están escritas en función de las relaciones trigo-

nométricas existentes entre los grupos de

sistema de refe

transformación

ejes del esta -

tor y rotor con el grupo de ejes ortogonales del sistema

(*) Referencias 3S 5 y 7

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de referencia arbitrario.

La figura 3 muestra la relación

ejes del estator y rotor de una máquina

ca con un tercer grupo de ejes ortogonales

ran a una velocidad angular arbitraria de

estator están fijos mientras que los del

la velocidad rotacional W .r

. 22 .

angular de los

trif ási_

(g, d) que gi~

, los ejes del

giran a

simétrica

W

rotor

Se puede asumir que cuando el tiempo es igual a

cero, los ejes qr a y a coinciden.s r

Con ayuda de la figura 3 se

tes ecuaciones de transformación.

En el estator:

f =* 4 r f c°s e + fv, eos o - ±± )• +gs 3 as bs 3

formulan los siguien

*?irf, • = ~l f ^ sen 0 + f, sen (9 -4 ) + fds 3 L as bs 3 es

f = ± ( f + f - + fos 3 as bs es

En el rotor:

f eos (& -f —)es J

(1-38)

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eje bs

e;je es

23 .

eje d

F'IGURA 3

EJES DE UNA MAQUINA SIMÉTRICA

' DE DOS POLOS

TRIFÁSICA

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-gr f " eos g+ar br COS (3 —:

dr 3 L arsen /i + f." sen (£ -— ) + fcf

f = — f -F" + f""- 4- f '-1_ •-L \- I -L- . I -1-or 3 x ar br cr

fres una variable que puede representar voltajes, corrien

tes o concatenaciones de flujo,,

9;es el ángulo de desplazamiento del sistema de referen -

cía arbitrario y vale:

sen (3

(1-39)

6 = / W dt + 6 (o)

Además:

Y también:

er = f wr dt -f er(o)

Para este análisis se utiliza

trica trifásica, por lo tanto, f - f"-Oc os or •

tor,2/3 se introduce debido al cambio del

co al bifásico para mantener invariante la

una

(1-40)

(1-41)

(1-42)

maquina sime-

además el fac -

sistema trifás:L

potencia B

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. 25

Ahora, expresando las ecuaciones de transforma-

ción en forma matricial se tiene;

f = I T I I f•*- -i X _L ,gdosr I I I abcsr

T es la matriz de transformación,

Desarrollando (1-43) queda:

"qdos

"gcLor

mQ

0

[° ]¡[T, 1I L J .

Ff 1abes

[Tabcr J

Donde:

^ 1= i.sj 3

2ireos 9 eos ( 9 - -=— ) eos (<

sen 9 sen ( 2ir

1/2 1/2

) sen (e

1/2

Icos b eos2fT

n / n 2TT ,sen p sen (3 ~ ^— )

1/2 1/2

eos (3 -i

sen (3 +

1/2

211 )

(1-43)

(1-44)

(1-45)

(1-46)

001952

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Y finalmente se tiene

. 26

pfe- i-

1ptíÉ"

gs

f'

f os

qr

%'r

or

23

^

Q f n ^^^ <'na-^7 r lCOSu COS (t í _ J COS 1x7*1 -^ )3 . 3

2TT, 2TT,

'"SV Mf¿VSen 3 3

1/2 1/2 1/2

0 0 0

'^'^tr o o

0 0 0

También. :

. : . - . . - • , • • * . v .----.r^r.. f T • ñl r 1•' ' v • • " • " - ' '•'.-.'*'.' S;-:. - ;-.-.•'•-•;[ raílafcsrl L J L gdosrj

0 0

0 0

0 0

cos^ eos (3~:

0

• o.

0

.

> T Í , 27I\ ' ^^^ x M ' 3

,,, 2 7 T ^ ^ ^ ^ ^ D j . ^ T T ^

1/2 I/:

-

T "] es la inversa de la matriz de transforinac:

5 ; 0^11 v p i -i ' /5 J)

> • 1 / 2

(1-48)

ion .

as

b

es

ar

r

cr

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Desarrollando (1-48) queda:

. 27 .

abes

L abcr j

Donde:

[ =

r<]1 =

Entonces

'f as

fbs

es

ar

fv/- br

f"cr

^^^^m^H

r

YT' i -1 i r o lS J 1 L J«-i •* *- -j

i. .r i r • 1-1r o i r Tr M-L J 1 L -M

ff ^ Vqdos

|_ qdor J

eos 6 sen 0

o

c

/o 2 7T, ,/-» i-" f U. — I (-• i"i-vi /(J o ^ Í7 -^ J otrjl V

2T7os i y~i _ j sen t3

27r>3

s.§i,eos 3 sen 3

c

c

2TÍos 3

, Q L 2 7Í> ' /i ^ i * ~ * ( K - ( - i " r^ TI fU o \ . P " ^ - 5 / o fcill ^

27K

B 3 }

s+27riP*+3 J

1

1

1

1 '

1

1

se tiene:

cosO

eos

eos

0

0

0

^^^^m

(

O+

sen 9 1 ¡ 0

2TT, . 2ir.3 } SBn((j 3 J

2ir ir,\n (0" f~2 )3 "5

I1 ¡ 0

10 0 | eos 3

!0 0 i eos

t

"27Tp- 3 )i '

0 O í eos (B+-

~~

Í T T ,

i

(1-49)

(1-50)

'

(1-51)

0 d|[f

0 0 f

0 0 f

sen3 1 f

CT m n 1 K — , 1 T "rot¿Jl ^ p ~ ^ J_ J-

Qon f po.^^ 1 i -Fo t ü l V p i - 5 / -L J-

,ds

os

qr

(1

or

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1.3.1. -Ecuaciones de las Concatenaciones de Flujo

28 «

Si la ecuación raatricial (1-14) ,es referida al

estator y multiplicada por la"matriz de t ansformación di-

recta, se tiene:

T X T L (1-53

También es igual a:

T -X T L T i (1-54)

Donde:

T X[Ts ] [Xabcs]

1* 1 íx ; 1L r j |_ abcrj

=1 gdo s j

L qdorj

T L-1

Lgdo(1-56)

Desarrollando:

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Lgdo

T L rT ~I I TLMSj i

L

Finalmente, se tiene:

L O O

LqdoO

O

M

O

O

L Os

O L.

O O

M O

O O

M

O

O

L'

O

O

O

M

O

O

L"r

O L'

Con esto se demuestra que introduciendo el

co, la submatriz de inductancias mutuas,, s

una expresión simple, independiente del ti

. 29 .

(1-57)

(1-58)

sistema Jjif asi

transforma en

empo y diagonal

ácimas las suhmatrices de inductancias propias mantienen su

formayvalores originales.

M = ~ L2 ms(1-59)

De las ecuaciones (1-20) y (1-26) , se concluye.

que:

N.sLL• • ms N sr

1Nr

En una -máquina trifásicaf se tiene:

(1-60)

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Ls = Lls + M

Y, como:

T — Tms ™ mr

También:

Ir + M

(1-61)

(1-62)

(1-63)

Lr.. ecuación matricial (1-58) escrita en forma más

compacta es:

Jgdo

Además:

L

T M i =1 J. | —

m

T i"abes

"abcrj

"qdos

"qdór

= i i~qdo

(1-64)

(1-65)

Por lo tanto, después de haber demostrado las e-

cuaciones (1-55), (1-56) y (1-65)f se obtiene:

qdolJ

qdo

Desarrollando:

(1-66)

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[Aqdos]

j\dor]

Finalmente/

Xqs

Xds

X os

X"qr

Xdr

x-

=

or

S | TU

E -iT i r_ ^ i>] !M,queda :

Ls 0 0

0

0

M

Q

0

L 0s

0 Ls

0 0

M . 0

0 0

i

1

11

|

1I

qdos

[ •"* 1^qdorj^

M 0 0

0 M 0

0 0 0

L' 0 0r

o L; o

o o L;:

i

i

i

i

i

i

1.3.2. Ecuaciones de voltaje

qs

ds

os

rqr

dr

-or.

. 31 .

(1-67)

(1-68)

Si la ecuación matricial (1-3) una vez referida

al estator es multiplicada por la matriz de transformación,

se tiene:

(1-69)

65), se obtienen:

T V T r i + T p

De las ecuaciones matriciales (1-55) y (1-

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j I a * l T i" I iabe | | ] | q d q

Reemplazajldo estas ecuaciones en la anterior, queda:

32

(1-70)

(1-71)

T V T -1"*"

Como :

,gdo

Derivando la ecuación (1-66), se obtiene:

L , p i

;í[ d-72]

Vo I (1~7"

(1-74

Reemplzando (1-73) y (1-74) .en (1-72) y agrupando térmi-

nos , se tiene:

- , =' ír l+i L * |P + I T |p|T p I L ^ li l i ,qdoj L J L qdoj1 L J^L J L qdoj L qdo

donde:

(1-75

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p

O .p& O ¡ O O O!

-p0 O O | O' O OI

O O O | O O O

I~* ~* 1

O O O ¡ O p(3 O

0 0 0 i-pe O O1

O O O i O O O

matricial

arbitrara

Desarrollando la ecuación

tiene la siguiente matriz de las ecuaciones

voltaje, en el sistema de referencia

bles q-d. Estas ecuaciones constituyen las

cas de voltajer que describen el

na de inducción.

comportamiento

V

vds

V "qr

vdr

(r +L p) L ra6 |Mp Mp9v G QÍ- ' G£T t i - irs f

[

Mp Mp3 1 -(r'+Llp ) L"pB

-Mpg Mp | -L^p3 (r^+IÍP),

"iqs

'¿ds

i"qr

xdr

Donde:

p9 = W,- es la velocidad angular del sistema de referencia

arbitrario, y,

(1-76)

(1-75)r se ob

generales de

io y-en varia-

relaciones bási-

de la máqui

(1-77)

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p$ = W-W , es la velocidad relativa que res

•34

ultag de la di-

ferencia entre las velocidades del sistema de -

referencia arbitrario y del rotos.

La matriz anterior se ha determinado mediante un

sistema de referencia arbitrario que gira a una velocidad

W, también arbitrariar pero es conveniente

ma de referencia adecuado, para propósitos

fijar un siste-

de análisis del

comportamiento de las máquinas de inducción. Los sistemas

más comunes son: '

- Sistema de referencia fijo en el estator

- Sistema de referencia fijo en el rotor

- Sistema de referencia girando a velocidad angular elec -

trica (W- W )

Para el estudio de-los transitorios de reconec

ción del motor de inducción, se selecciona^ al sistema de

referencia fijo en el estatorF con el fin de llegar a un -

análisis más directo y debido a que allí ocurren, las opera

ciones de conección rápida que producen la situación anor-

mal transitoria investigada r entonces.:

p@ = O (1-78)

(1-79)

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Introduciendo estas condiciones

matricial (1-77), se obtiene la siguiente

ecuaciones de voltaje del ¿aotor de inducción,- en el sis-

tema de referencia escogido y en variables g-d.

en la ecuación

matriz de las

Vgs

vds

V,*

<*.

"(r +L p) 0 iMp 0ii

0 . (r -i-L p) 10 MpS S ii

J

Mp -Mp& \. P)-L"p@r! :"

Mp0 Mp f L^pBr (r ^4-L^p)L ^ r ^ r^ r r1 ^

i

-9

ÍS

Is

JÍ¿

Desarrollando:

v + p (L igs ^ s gs grqs

v-, = r i, + p (L i- ,ds s ds ^ s ds dr

v. = r iqr r gr

dr r dr

+ p (i/;i" +MÍ ) -^ r r sgr gs

4-r dr ds

j^ij + Mi " } p&r dr ds ^ r

/li**- -h Mi )p0-r qr qs r r

(1-80)

Las ecuaciones de voltaje también pueden ser es-

critas en función de las concatenaciones dje flujo totales,

así:

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vgsi + p Xqs c qs

r n = r i, + p X,ds s ds ^ ds

" - r" i" + p X^ - X" p0gr r qr qr dr c r

" = r" i' + p X" + X" p&dr r dr ^ dr gr r

Donde:

p8' = W » es la velocidad del rotor

X" p9 Y X^ p9 : son voltajes de velocidadr yqr r * dr r J a

pX ,, Y pX C : son voltajes de transformación.^ qds ^ qdr

X = L i + M i-gs s qs qr

X., ' = L i, + M iCds s ds dr

cqr = L" i" + M i^ r gr qs

X" - L" i' + M i,dr r dr ds

(1-82)

(1-83)

Reemplazando las ecuaciones (1-61) y (1-63) en

la anterior, se tiene:

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X = L, i + M (i + i"* )qs Is qs qs qr

X-, = L., i-, + M (i_ + iC ]ds Is ds - ds ar'

^ = L" i" + Mqr Ir qr

=dr Ir dr +

+ ias)<3S

" + i, )dr ds

Las ecuaciones diferenciales dad,as

(1-84) sugieren les siguientes circuitos

se indican en la figura 4» Estas ecuaciones

relaciones básicas de voltaje y

que describen el comportamiento del motor

cuando el sistema de referencia está fijo

aquí

concatenaciones

1.3.3. Ecuaciones del torque electromagnético.

37

(1-84)

en (1-82) y -

ivalentes que

s constituyen las

de flujo,

de inducción -

.n el estator.

Reemplazando la ecuación matricial (1-71) en (1-35)

se tiene:

Desarrollando queda

(1-85)

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.' 38

V

Vds

,Is Ir

M

CIRCUITO DEL EJE 'g

L-Is Ir X" p0r -

udsM

-qr

CIRCUITO DEL EJE d/

FIGURA 4

CIRCUITOS EQUIVALENTES DE UNA MAQUINA SÍMETRICA

TRIFÁSICA EN EL SISTEMA DE REFERENCIA FIJO EN EL

ESTATOR

'dr

Vdr

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Desarrollando queda:

M (1-86)

Una expresión equivalente para el torque electro

magnético instantáneo puede escribirse en

concatenaciones de flujor esta relación que es positiva pa

ra el motor accionado es la siguiente:

T = {) () (X " . i;e v 2 2 qr dr

m: es el numero de fases

dr . i" )

función de las

(1-87)

1.3.4. Ecuaciones del torque electromecánico (*)

El comportamiento electromecánico del motor de in

ducción viene dado por la siguiente ecuación:

T- + T - JpW + DWe m ^ r r

Llamando a:

- y J-L m

Luego, queda:

T = JpV7^ + DW + Tre ^ r r L

(*.) Referencia 6

(1-88)

(1-89

(1-90)

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J:

D:

DW

T

T :m

40

es el momento de inercia del motor

es el coeficiente angular de fricción viscosa

es el torque de'aceleración

es el torque de amortiguamiento

es el torque electromagnético

es torque mecánico

es torque de carga

1,4 ESTADO ESTABLE DE LA MAQUINA DE INDUCCIÓN (*)

En una operación balanceada, las corrientes del

estator del motor de inducción generan un campo magnético

que gira alrededor del entrehierro a una velocidad angu -

lar eléctrica W . Debido a que el rotor gira a una veloci

dad angular diferente de W ' se induce en los bobinados -

del rotor un sistema de corrientes que varían con una fre

cuencia correspondiente a la diferencia e:itre W y W -

las cuales también 'generan un campo magnético que gira a

una velocidad de W - W con respecto al totor ó a W cone r e

respecto al estator. Por lo tanto los campos magnéticos -

del estator y rotor giran a una velocidad

pecto a un observador estacionario. El torque es produci-

do por la interacción de estos dos sistem

ratorios.

is magnéticos gi

(*) Referencia 4, 5 y

de W con res -

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" 41

En estado estable todas las variables del estator

varían con la frecuencia de la fuente (W ' , mientras todas

las variables del rotor lo hacen con una frecuencia deWe

W

Cuando las variables del estator son transforma -

das al sistema de referencia arbitrario que gira a una velo

cidad W con respecto al estator, ellas varían con una fre -

cuencia de W -- W* De modo similar transformando las varia_

bles del rotor al sistema de referencia arbitrario que gira

a una velocidad de W - W con respecto al

que las variables del rotor también están

cuencia de:

we - wr ) - (w.- wr>

Entonces se puede concluir que durante la opera -i*

ción balanceada de estado estable las variables qds y qdr

rotor, se tiene -

girando a una fre

aparecen como cantidades sinusoidales que varían con una

frecuencia correspondiente a W - W, en todos los sistemas

de referencia excepto en el que gira a velocidad sincrónica

donde las variables en estado estable son:

tantes.

magnitudes cons

En una operación balanceada de

de los voltajes y las corrientes aparecen

estado estable don-

orno cantidades si

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nusoidales el análisis fasorial es muy usado

en forma general las variables en estado

tor y del rotor pueden formularse mediante

relaciones:

f = Re'{ Eas -as

- = P / F PJ A >-i —- £\ JJ-, C G (bs e í- -bs j

f = R / F e3 ees e t -es

/ *"í íar e l ar

= = R í F "br e l -br

= R fcr e \ e

-e

• • 42 •

, por lo que,

stáble del esta-

las siguientes

(1~92>

F ; representa un fqsor de voltaje o corriente

En la máquina simétrica trifásica (Fig.l), las bp_

binas correspondientes a cada una. de las fases tanto del es_

tator como del rotor están desplazadas entre s£ 120 grados

eléctricos y distribuidas uniformemente alrededor del entre_

hierro, por lo tanto, tomando como referencia las variables

correspondientes a la fase "a" y considerando que "abe" es

la secuencia de fases positiva, se tienen

laciones:

las siguientes re

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-bsa 2F-as

= .a F

:br

= a F'-ar

Donde los operadores usados son

a = 1 120

a =.27Í

j = 1 [90°

-j - 1 -90

.7T

- -JL- e :2

Expresando las ecuaciones de

das por (1.38) y (1-39) en forma compleja

r!

'ds 3

271"

f Reas "b£ Re íej(6"3

+ f Rees

.43 ;

(1-93)

(1-94)

transf o:rmacion da-

f se tiene:

7T

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f " = —qr 3

dr

ar

ar

cr

Re brRe{e + cr{Re

. 44

JÍP

Re í ejl br

22- - 5- ) ^3 • T^ } }

Reemplazando las ecuaciones (1-93)

tas en (1-95) y desarrollando, se obtiene:

f = Re {Fgs -as

f = Reqr- 0)

ar

Tomando en cuenta que las variables/

y del rotor en estado estable son cantidades

que varían con una frecuencia correspondiente

dos los sistemas de referencia excepto en el

locidad sincrónica las ecuaciones anteriores

birse directamente como sigue:

(1-95)

en (1-92) y es

(1-96)

del estator

sinusoidales

a W -W en to_

que gira a ve_

pueden escri-

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f = Ke /Fqs u ~c

1 (9e -j

f _ - Re í F, eds t~ds

., i(9e - e)-

qr

j (Ge:^ = Re J" F" e"dr 1-dr

De las ecuaciones (1-96) y (1-97)

relación entre fasores es simple y directa,

los siguientes resultados:

qs

F, = j F-ds J -as

F" - F --qr -ar

F ar

. 45

(1-97)

se ve que la

llegándose a

(1-98)

1.4.11 Ecuaciones del voltaje en estado estable

Las ecuaciones de voltaje en estado estable pue-

den obtenerse de las ecuaciones de voltaje v y vqs -*

determinadasf considerando el sistema de referencia fijo en

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el estator y dadas en (1-81) donde se introducen los si-

guientes reemplazos:

- Sustituir los valores equivalentes dados por (1-S8) en

las ecuaciones v y v "qs •*• qr

- Reemplazar el operador "p" por jW

. 46 .

- Reemplazar "p9 " por W , y

- Considerar las ecuaciones (1-61) y (1-

lasLuego de operar se obtienen

ciones de voltaje que representan el

tado estable de la máquina da inducción.

comportamiento

Yas = (rs

TTV

(as

r

63

siguientes ecua_

en es

(1-99)

Donde:

X.. y X, p : son las reactancias de dispersión del estator

y del rotor respectivamente.

X : es la reactancia mutua, y,

s : es el deslizamiento y está dado por

W - We rW,

(1-100)

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. 47

Las ecuaciones.obtenidas en (1-99) sugieren el

circuito equivalente mostrado en la figura 5.a, y también

r""el circuito dado en la figura 5.br donde laresistencia r

s

ha sido separada en dos términos, siendo el primero r'' y

el segundo 1-s )

Estos circuitos equivalentes que representan una

fase de la máquina son muy usados en el análisis del fun -

cionamiento del motor de inducción en estado estable.

1.4.2. Análisis del circuito eauivalente

Analizando los circuitos equivalentes de la fi-

gura 5, es fácil deducir las variaciones de corriente, vol

taje, potencia, pérdidas, torque de arranque y torgue máxi_

mo de estado estable.

Por consiguiente, la potencia total por fase, trans_

ferida por el estator a través del entrehierro es:

= ( I" ) . r"gs ~ar r (1-101)

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V

V

r X_ xr r ,s Is Ir r/s

_ ,^ l ( J_. 1 . . . N>*

íaS X cm e

- ' u ' ' N

I

?

(a)

r 'X. X" r"s Is Ir r

I-as

s . ra

V \

I'

p

(b)

FIGURA 5

r— •+ar

^-ar/s

.r

CIRCUITOS EQUIVALENTES DE UNA MAQUINA DÉ INDUCCIÓN

SIMÉTRICA TRIFÁSICA PARA ESTADO ESTABLE

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El término r£ representa las pérdidas

del rotor, por lo tanto, las pérdidas totales

cobre del rotor es:

cur ar

.49.

en el cobre

por fase en el

(1-102)

El otro término r^ (1-s ) corresponde a la poten-s

cia eléctrica transformada en potencia mecánica, luego es e-

vidente que la potencia mecánica interna total por fase sea

P ={•!"'ra v ¿ar1 (1-s )

Reemplazando (1-101) en (1-103),

(1-104)

De la potencia total entregada al rotor, la frac

(1-103)

se tiene

ción "s" se disipa en el cobre del rotor y la fracción (1-s)

se transforma en potencia mecánica, de esto se puede con

cluir que una máquina operando a bajos deslizamientos , es

un dispositivo eficiente.

Por definición:

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P = W Tm r e

Donde:

W- - (1-s) Wc

. 50 .

(1-105)

(1-106)

Entonces el torque electromagnético por fase co

rrespondient-e a la potencia mecánica interna es:

T = me (l-s)W, (1-107)

Sustituyendo la ecuación (1-103) en la anterior,

se obtiene:

-ar

Donde

TT - ^ 7T fw = —^—S P

Considerando (1-101), también

p

e w "'

(1-108)

(1-109)

(1-110)

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. 51 .

1.4.3. Característica torque -.deslizamiento

Para obtener estas caracterlstiqas

ecuación de torque (1-107) debe estar en

los parámetros del circuito equivalente y

se arreglan las ecuaciones (1-99), además

ta que v" = v^ = O, se tiene:^ -gr dr

V = (r + jXG) I + JX I"~as s J s ^as J m ~ar

de diseño, la

función de todos

para lograr esto

tomando'en cuen-

,r

s r -ar

Resolviendo estas ecuaciones para !"_f se obtiene:

Vas m

— + (x2s m x x")s ry .x +r xs s r

El valor absoluto de la ecuación anterior

arV X-as m

i / - , r - < : - > r v - \-+ (X -X X ) H- rm s r' vx

Reemplazando el valor absoluto anterior en la ecua

(1-111)

(1-112:

es :

1/2

(1-113)

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ción (1—108) y operando, seobtiene:

rn —1 —e

r'. X2.r m V-as2.s

^ • 2 2W j[r r" + s (X -X X')| + |r"Xo + srs 1 s r m s r ^ l I r s s

•Donde V

maquina son constantes.

. 52 .

(1-114)

X'

, W y todos los parámetros de las

Mediante esta ecuación se determina la caracte -

rística torque-deslizamiento mostrada en la figura 6 f donde

además se considera la potencia mecánica al eje como función

del deslizamiento. A continuación se analiza esta importante

característica del motor de inducción»

a) Cuando s = O significa que W = W ; por lo tanto no se in_

ducen f.e.m. alguna, ni corriente en los bobinados del ro

tor; la potencia mecánica interna y el

.netico son cero. Afortunadamente el motor de inducción no

está capacitado para alcanzar la velocidad de sincronismo.

torque electromag

b) Cuando s = 1 significa que W ~0; por

igual

tá en reposo y se inducen f.e.rn. y con:

nados del rotor cuya frecuencia es

de la línea, la potencia mecánica es

que promedio de arranque (Tarr.) debido

lo tanto el rotor es~

cientes en los bobi-

a la frecuencia -

co y existe un tor-

a que las ondas de

cer

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. 53

FIGURA 6

TORQUE Y. POTENCIA MECÁNICA AL EJE EN FüNQION DEL DESLI-

ZAMIENTO PARA EL FUNCIONAE^IIENTO DE LA MAQUINA DE INDUC-

CIÓN COMO MOTOR, GENERADOR Y FRENO.

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las fmms. tanto del estator como del rotor

W , por lo cual son estacionarias entre sís' *

condición necesaria para la existencia del

. 54 .

están girando a

siendo esta una

Reemplazando s=l en la ecuación

torqne

(1-114), la si -

guíente relación de Tarr para el motor de- inducción, se ob-

tiene :

"arrr *r

2. X .m V-as

2

9 9[í- y-'* J, (y -' Y y*Yl 4-r-r*"Y -t- -r Y"*X . J L ~ LA. A. A / I i 1 X /). i I - Asr m s rj\s s r

2 •)

(1-115)

Sa puede ver en esta ecuación que incrementando el

valor de la resistencia r^ también se incrementa el T ^, en

tonces es posible mejorar este último en un motor de induc -

ción que tenga el rotor devanado conectando resistencias ex-

ternas en serie con cada fase del bobinado del rotor.

c) Cuando el deslizamiento toma valores mayores que cero y me_

por lo

tanto en este rango la máquina funciona como un motor de -

ñores que uno (O < s < 1) significa que W < W-L Í

inducción y la potencia mecánica y el

res positivos 0

:orque tienen valo

d) -Un deslizamiento negativo ( s< 0) significa que W >W , por

lo tanto la máquina funciona como un gBnerador de inducción

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a velocidades superiores a la de sincron

con la ayuda de un primomotor externof

canica viene a ser negariva ya que a

síncronas el rotor no proporciona Pmec

consume y el torque también es negativo

„ 5ñ ,

ísmo obtenida G

la potencia met-

velocidades supec

sino que la

e) Un deslizamiento mayor que uno ( s >1)

do W. es negativa, esto es, cuando el

dirección opuesta a la del campo magnético giratorio .

Esta condición se presenta en un motor

fásico si se invierten silbitamente dos

ses, la potencia mecánica que el rotor

tiva y la toma de la.energía cinética

torias ya que no existe primomotor que

entonces el rotor se frena, después de

•la máquina funciona nuevamente como un

es posible cuan-

írotor gira en una

de inducción tri

de sus tres fa -

consume es

le las masas gira_

la suministre f -

llegar al reposo

motor de induc

ción normal acelerándose en la nueva dirección del cam-

po magnético giratoriof este rango de operación se conoce

como región de frenado.

En la tabla 1 se muestra un r

tudes de los deslizamientos y las formas

de funcionamiento de la máquina de induce

estimen de las magii.í-

norrespondientes

ion.

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TABLA 1

. 56

DESLIZAMIENTO

Y VELOCIDAD

0 < s < 1

w > w > os r

s > 1

<x»W > 0

(Opuesto al C.M.G. )

s < 0

W > Wr s

FORMA DE

FUNCIONAMIENTO

MOTOR

FRENO

GENERADOR

C(

D:

E:

C:

E:

MI

e-

)NVERSION

3 ENERGÍA

.éctricaen

icánica

Lnéticaen

.ectrica

3CANICAen

.éctrica

Finalmente para determinar el torque máximo de la

máquina cuando funcione como motor o generador, es necesa -

rio obtener una expresión para el deslizamiento de torque -

máximo (s ¿ r] y esto se logra diferenciando la ecuación -

(1-114) con respecto al deslizamiento e igualando a ceror -

así:

Él T - n-i j- _ — uds e

La expresión final es

(1-116)

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Tmáx

Donde:

Q =x 1/2s

L (xm x X")2 + (r x")2s r s r

La expresión (1-117) tiene dos

tivo para el caso motor y otro negativo

nerador.

. 57

(1-117)

(1-118)

calores uno posi-

para el caso de ge

Sustituyendo el valor del

que máximo en la ecuación (1-114), se

ecuación para el torque máximo.

T - = +•max —

deslizamiento

obtJiene

de tor -

la siguiente

ws írrs0 í 0

- 7Q . X ~ .m V

-as2

+ Q(Xm-XsXPf + rXs+Qrs* '121r \9

'Trnáx es directamente proporcional a la resisten-

cia del rotor, Q no es función de esta resistencia y el Tmax

es independiente de ella. Consecuentamente, si todos los pa-

rámetros de la máquina son constantesf se puede controlar la

velocidad a la que ocurre el torque máximo en estado estable,,

variando las resistencias externas conectadas al circuito dal

rotor, mientras la magnitud del Tmáx permanece constante, es-

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. 58

ta ventaja es aprovechada para arrancar grandes motores de

inducción que tienen el rotor debanado y

lar la velocidad de funcionamiento. En la

también para regu

figura 7 3e puede

ver las características torque-deslizamiento de un motor de

inducción con rotor bobinado para diversos valores de r^

175, ESTUDIO DE LA RECONEJSION A LA MISMA FUENTE (*;

La recone-T^ión a la misma fuente, es una opera -

ción transitoria de conexión rápida, donde el motor de in

ducción, se desconecta de la fuente de alimentación y se -

reconecta a la misma, antes que las corrientes remanentes

del iotor debidas a la energía magnética almacenada en el

entrehierro decaigan por completo, en estas circunstancias

se produce el régimen transitorio de recone'X?.i6n que es co

mün en ciclos de trabajo intermitente requeridos para al -

gunos procesos de producción. Por las condiciones en que -/

se producen estos transitorios deben ser más severos que -

los de arranquef entonces tomarán valores

la corriente nominal«

de varias veces

La medieion experimental de los transitorios de la

recone^.ión se hará en el siguiente capítulo y su determina

ción se planteará en el capítulo posterior

(*) Referencia 1

en base a las e-

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ma>

Larf 3

. 59

arr

arr..

FIGURA 7

CARACTERÍSTICAS TORQUE - DESLIZAMIENTO

BOBINADO PARA DIVERSOS VALORES DE

TORICA

DE UN MOTOR

RO -RESISTENCIA

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"cuaciones diferenciales (1-81) de la sección 1.3.2

1.6, ESTUDIO DEL FRENADO POR INVERSIÓN DE FASES (*)

Frecuentemente, en la industria

re cambiar el sentido de giro o parar con

moderna se requie_

rapidez y exacti-

tud una máquina de inducción. En la mayoría de los casos la

versatilidad de los motores de inducción permiten realizar

este tipo de operaciones de alta velocidad

muchas veces inciden en la calidad del producto elaborado.

El régimen de frenado por inver^

y precisión que

ion de fases o

contracorriente se presenta al conmutar dos de las tres fa-

ses del estatort después de haber desconectado la fuente y

rábidamente rehacer la misma antes que la corrientes del

rotor decaigan completamente; esto implica el cambio den

sentido de rotación del campo magnético, frenándose el ro -

tor. Cuando la velocidad llegue a cero el

nectarse de la red de lo contrario empezar

sentido opuesto al anterior.

motor debe desco-

pueden

. Los transitorios que se'producer

ción de frenado por inversión de fases

severos que los anteriores pues además de

tica almacenada en el.entrehierro tienen

ses invertida,

(*} Referencia 9 y 10

á a girar en el

durante la opera-

ser mucho más

la energía magné-

secuencia de fala

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61

El análisis teórico y la medición experimental -

de estos transitorios se realizará en los

guientes corno ya se indico ¿n la sección anterior.

1.7, E S T U D I O DEL F R E N A D O D I N Á M I C O (*:

Para pasar del régimen motor al

co se desconectan los terminales del motor

la red de corriente alterna e inmediatamente

dos de sus fases a una fuente de corriente

libre la tercera fase,.

La corriente continua al circular por dos de los

:apítulos subsi-

de frenado dináná

de inducción de

se reconecta -

continua dejando

bobinados del estator (conectados en' serie

inducción trifásico crea un campo magnético estacionario en

el entrehierro y como el motor está girando se inducen co

rrientes en el rotor , las que se interacoionan con el flu-

jo principal para producir un torque de frenado en el rotor

Estos transitorios son menos SQM

riores y su análisis teórico-experimental

próxjjnos .capítulos.

(*) Referencia 9 y 11

) de un motor de

eros que los ante-

se hace en los

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. 63

FIGURA 8

ESQUEMA DE CONECCIONES DE LOS BOBINADOS DEL

ESTATOR DE UNA MAQUINA DÉ INDUCCIÓN PARA FRE

NADO DINÁMICO.

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C - A - P - T T U t o ri

PRUEBAS EXPERIMENTA

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c A P i T U . L - Q • • • ii

PRUEBAS EXPERIMENTALES

Las diferentes pruebas de laboratorio realizadas

y anotadas en este capítulo permiten determinar los paráme_

tros de la máquina de inducción y los oscilogramas corres-

pondientes a las operaciones transitorias

frenado por inversión de fases y frenado d

El motor de inducción seleccionado

vestigación es de rotor removible y tiene

tos de placa: 220/380 voltios, 7/4.04 amperios

nección A/Y,/4 polos y 60 Hz.f además dos

bobinado y jaula de ardillaf se usaron en

de reconección ,

inámico.

para esta in™

los siguientes da

, 3.5 H.P. co

tipos de rotores:

estas pruebas.

Todas las pruebas experimentales, se hacen utili-

zando el motor de inducción con rotor

de ardilla respectivamente.

bobinado y jaula -

2,1. PARÁMETROS DE LA MAQUINA DE INDUCCIÓN

]jos parámetros del motor de inducción, se determi^

nan tal como se indica en la referencia 12, mediante las

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•pruebas normalizadas de vacio acoplado y de rotor bloque^,

do. El valor de la resistencia de cada fase del estator (

fue medido utilizando el puente deWheatstone, cuyo T"alor

es :

r = 1.61 ohm/fasew

Colocando el rotor bobinado en el motor de induc

ción escogido anteriormente, se realiza la prueba de vacio

acoplado con las bobinas del estator coneqtadas en delta y

se anotan las siguientes lecturas:

VT = 220- voltiosLi

I = 3.5 amperios

= 75. vatios

W = 1800 r.p.m.r L

Asi mismo de la prueba de rotor bloqueado, se a-

notan los siguientes datos:

VL =

P ^-1- m

W ~

55e7 voltios

7.O amperios

312„ vatios

O. rOp.me

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obtielnen los siguien-

rotor bobinado:

Utilizando estos datos, se

tes parámetros del motor de inducción con

r" = 5.341 ohm/fase

X = 102,588 ohm/fase

X = X" = 6.112 ohm/fases r '

Ahora se coloca el rotor jaula ce ardilla en el

motor de inducción conectado en delta y se repiten las -

pruebas anteriores para tomar la lectura de los instrumen-

tos, entonces de las pruebas de:

Vacío acoplado :

XL "

T

W =

= 220. voltios

3.53 amperios

80. vatios

1800. r.p.m.

Rotor bloqueado:

VT = 51.5 voltiosJLJ

I = 7*0 amperiosL

P = 316. vatios

W = 0. r.p.r lm.

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Con estos datos se obtienen los parámetros del

motor de inducción con rotor jaula de ardilla que a conti-

nuación se escriben:

r^ - 5.373 ohin/fase

X = 102=26 ohm/fasem /

X = X" = 5.496 ohm/fases r '

2.1.1. Cálculo del momento de inercia

El momento de inercia (J)f se

métodos experimentales para asegurar que

sean correctos y confiables,.

obtuvo mediante dos

líos valores medidos

a) Método físico del movimiento de rotaqión (*)

Para medir el momento de inercia

es necesario:

Suspender al eje del motor un peso (P)

de pescar o de nylon*

- Envolver el hilo hasta que P alcance ur^a cierta altura

•(H } „v n;

(*) Referencia 13

por este método

, mediante un hilo

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Al descender P en calda libre él rotor eímpieza a girar en

el sentido que se desenvuelve el hilo.

Anotar el tiempo de caida libre de P,

al punto de inversión.

cuando este llega -

- Ahora P, asciende envolviendo el hilo er

rio pero el sentido de giro del motor de

- Anotar la altura máxima (H ,) a la que

el sentido de giro del rotor cambie.

Este método, se aplico a los dos

en el motor de inducción* Es conveniente repetir este proce

dimiento variando el numero de vueltas del hilo recogido so

bre'el eje del rotor para suspender el peso (P) a distintas

alturas (H ) y también con diferentes valores de peso (P) -

con el fin de obtener valores promedios más confiables.

sentido contra -

mantiene.

sube P, antes que

rotores usados

pruebLos datos obtenidos en esta

cular la aceleración angular, la fuerza de

momento de inercia de la máquina. Todos estos

dos y calculados se anotan en las tablas,

La aceleración angular (r), se

la s iguiente fórmula:

a sirven para cal

rozamiento y el

valores medi-

2F 3 y .4.

calcula aplicando

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TABLA 2

Valores medidos y calculados con

.70

m - para obtener J..

mx = 2.5 kg PI = 24 ..45 ra >

Hn

m.

Bn+l

m.

Vi

m.

t

seg.

t

seg.

Fr

m kg

seg

T

rad2seg

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOí

0.820

0.663

0.42C

0.418

0.365

0.370

0.419

0.368

2,5

2.3

2,2

2.0

2.4

2.1

7.913

60996

8.726

8,548

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAUI

0.84

0 £R 9

.._

0.571

0.561

0.481

0.481

0.566

0.481

^ • B ^ ^ _

2.2"

2 .25

2.05

2.05

2.225

2.05

4. ,765

4.226

10. 15

8.971

o;g/seg

Ji

m Kg

a

rad

J-±

ra2Kg

INADO

0.046

0.049

STT

6-rr

0.048

A DE ARDILLA

0.047

0.055

STV-

67T

0.051

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TABLA 3

Valores medidos y calculados con

m2 = 3 kg P2 = 29.34 m Kg/seg2

Hn

m.

H 0.1n-KL

m.

Vi

m .

t

seg*

t

seg .

Fr

m Kg2

seg

r

rad.2

seg

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBINA

0 .82C

0.663

0.435

0.442

0.382

0.377

0.439

0.380

2,2

2.3

2.0

'2.10

2.25

2.05

8.879

7.961

9.928

8.97

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA

0.84

0.682

0.555

0.557

0.473

0.473

0.556

0,473

1.90

2.0

1.85

1.70

1.95

1.775

5.718

5.309

13.22

11.96

J2

m2Kg

cr

rad . .

J2

m2Kg

.DO

0.05

0.058

87F

6TT

3.054

DE ARDILLA

0.043

0.048

87T

6TT

0.045

. 71 .

para obtener Jr

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TABLA 4

Valores medidos y calculados con m»

7 y J

.72

para obtener

m- = 3.5 kg P-, = 34.23 m Kg/seg

Hn ,,n+1 H _,-n+1 t ' t F

J0"

ra. m. ra. seg. seg.

mK

seg

rad_.2

segKg rad m^Xg m2Kg

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBINADO

0.820

0,663

0.445

0.448

0.376

•0,376

0.447

0,376

1.80

2.0

1.70

1.80

1.90

1.75

10.07

9.455

13.92

12.31

0.041 8TT

048 6ir

0.045 e -e-4

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA DE ARDILLA

0.840

0.682

J

0.527

0.5270.527

0.454

0.463 0.459

1.85

1.85

1.60

1.60

1.85

1.60

7.838

6.69

14,69

14.73

.043

4- J? -H J3) /3

87T

6ir

0.044

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2 <T r ^ / 2irad./seg

t

Donde

cr = 2 irn rad.

cr : es un ángulo en radianes

n : es el número de vueltas, y,

t : es el tiempo de caida libre en segundos

La fuerza de rozamiento (Fr) / s& puede calcular

aplicando la siguiente relación:

. 73

(2-1)

(2-2)

H•n -F = PH + H ,1n n+1

-L.I rn+x * .._ , ¿) m Kg/ seg

Donde:

P: es el peso en kilogramos-fuerza

H : es la altura relativa inicial en metros; y,n ' ¿ r

(2r3)

H , : es la altura relativa máxima promedi

Finalmente el momento de inercia, se calcula por

medio de la siguiente fórmula:

J( P - F ) r

o en metros

(2-4)

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Donde:

r : es el radio del eje del rotor en metro's

m : es la masa del peso (p) en kilogramos

. 74

r Y

masa

Los resultados obtenidos del momento de inercia

aplicando este método están dentro del rango previsto por

lo tanto son buenosr ver tablas 2, 3 y 4

b) Método electromecánico (*)

Si las fuerzas de rozamiento, fricción del aire

e inercia, fuese todo lo que está presente, la ecuación -

del funcionamiento es la siguiente:

JpW + AW = O*- r X'

Despejando J, se obtiene:

,2

pW,

m2 Kg

Donde:

AW" : es la fuerza del rozamiento y fricc]

pW _: es la pendiente de la parte lineal d|

saceleración.

(*) Referencia 8 y 14

(2-5)

(2-6)

ion del aire; y,

e la curva de de-

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Como se puede ver en la ecuación (2-6)

75 .

para

calcular el momento de inercia de la' máquina por este méto_

2do, es necesario conocer los valores de AVf^ y pWrf esto se

logra mediante las pruebas de vacío desaccpiado y de desa-

celeración respectivamente.

b.l) Prueba de vacío desacoplado.

L'-is pérdidas mecánicas (P ) de la máquina pueden

ser separadas de las pérdidas del hierro del estator mi -

diendo la potencia de entrada (P ), la corriente de línea

y el voltaje de la fuente con la máquina girando sin carga.

En esta prueba la frecuencia de la fuente

constante y el voltaje nominal aplicado/ fue reducido gra -

dualmente por pasos hasta los 80 voltios y cada paso reduci_

do fue de 20 voltios. La velocidad de la náquina solo cae

ligeramente cuando el voltaje de la fuente se reduce,, do mo-

do gua lac pordidac de la fuente so reduce,, de modo que las

fue mantenida

perdidas mecánicas (P ) son aproximadamente constantes e in_

dependientes de la velocidad.

'La potencia de entrada (P ) , se corrige retirando

las pérdidas del cobre del estator del siguiente modo

P =: PC "" CUS

(2-7)

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Donde la potencia de entrada (P

.las perdidas del.motor en vacio.

= p -f P 4 - T J - f Po cus *h+f F+V ferot.

o

Y las pérdidas en el cobre del

P = 3 (IT/ f? ) rcus I/ v 3

P, j.: son las pérdidas de histérisis y f o ¿cault

. 76

), es igual a

(2.8)

Bstator son

(2-9)

PH-V : son las pérdidas por fricción y ventilaciónf y

P.C ±.. s°n las perdidas en el hierro debidas a la ro-

tación»

En las tablas 5 y 6, se anotan los valores me-

didos y calculados de esta prueba realizada para el motor

de inducción con rotor bobinado y jaula de ardilla respec^

tivamente.

Los valores tabulados de la potencia corregida

de la fuente y

así se obtienen las curvas de los gráficos 1 y 2.

(P ) son dibujados en función del voltaje

Si estas curvas son extrapoladas

tercepten al eje y, entonces el voltaje s

hasta que in-

reduce a cero

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y las pérdidas mecánicas (P ) o pérdidasj. x m

fricción del aire quedan determinadas pare

ducción.

Ahora se puede determinar la fuerza de rozamien

to y fricción del aire por medio de leí siguiente relación:

- 77

por rozamiento y

el motor de in

AW 'mW.r

r 2m Kg/seg'

Donde:

'WMí es la velocidad rotacional en rad/seg

b.2) Prueba de desaceleración.

Se acopla al motor de inducción

nerador de presición cuyo voltaje alterno

rectamente proporcional a la velocidad.

Esta señal alterna de salida pasa

cador de onda completa transformándose en

mada continua que va al osciloscopio a

sor de tensión como se ve en-, la figura 9

(2-10)

un tacómetro ge-

de salida es di-

por un rectifi_

una señal apróxi_

de un divi -través

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TABLA 5

Valores medidos y calculados de la prueba devacío desacoplado

. 71

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBI

VL

voltios

220

200

180

160

140

120

100

80

XL

Amp.

3.36

2.86

2.58

2,26

1.93

1.75

1.48

1.38

. wi/

Vatios

475

380

32-2

260

•205

170

130

116

f * ] P — WH - ' Wv ) J-T K-L «2

W2 •

Vatios

275

200

160

110

70

45

15

5

V*)

Vatios

200

180

• 162

150

135

125

115

111

Pc

Vat

18

13.

10.

8.

5.

4.

o_l *

3.

NADO

US

ios

.17

16

72

22

99

5353

06

P'c .

Vatios

182

167

151.5

142

129

120

115.5

108

WV

r .p.m.

JL7>0

1760

1755

1755

1740

1740

1735

1735

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TABLA 6

Valores medidos y calculados de

vacío desacoplado

la prueba de

.80

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA DE í

VL

voltios

220

200

180

160

140

120

100

80

XL

Amp „

3,43

3.0

2.61

2.26

1.91

1.70

1,40

1.20

Wl

Vatios

490

405

323

262

196

- 160

120

'85

(*} PT « v?1 - w2

w2

Vatios

320

255

190

144

90

63

30

0

v*>Vatios

170

150

133

118

106

97

90

. 85

PGIJ

Vat

19.

14.

10.

8,

5.

4,

3,

2

. .,_.. , —

RDILLA

s

ios

94

50

97

22

87

65

16

32

Pc

Vatios

151

135.5

122

110

100

92.5

87

82

W^

r Opem.

1760

1760

1755

1755

1750

1750

1745

1745

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i ' . ' . i!'••••• . J

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La máquina bajo prueba se acopl

es llevada hasta su máxima velocidad, y m

cuito de control de la figura 10, se interrumpe el sumi -

nistro de energíar entonces la velocidad

siendo esta señal captada y grabada en el

a al tacómetro y

ediante el cir -

decae lentamente

osciloscopior -

como se ve en las fotografías tomadas posteriormente

que sirven para calcular la pendiente de

de la curva de desaceleración por medio de la siguiente

relación de variación de la velocidad:

" w rad./seg

ylaparte lineal -

(2-1.1)

En las fotos 1 y 2 se puede observar que la ve-

locidad decrece casi linealmente con el tiempo tanto para

el motor de inducción con rotor bobinado

la de ardilla.

como para el jau

El momento de inercia del motor de inducción con

rotor bobinado ee calcula del siguiente modo:

Del gráfico 1, .se obtienen los

m 105 vatios

W = 1760 r.p.m.r L

datos de:

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..83.

FIGURA 9

DIAGRAMA DE FUERZA DISEÑADO PARADE DESACELERACIÓN

R

LA PRUEBA

AL TRIGUER

FIGURA 10 .

DIAGRAMA DE CONTROL PARA EL CIRCUIlO DE FUERZA

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Que son reemplazados en la ecuación (2-10) , para

obtener:

=0.57 m2Rg/seg2

De la foto 1, se obtienen los siguientes datos

W, = 36.862 rad./seg .-L J

W2 - 140.076-rad./seg.

t1 - 12.5 seg.

t« = 2c5 seg.2 "^J

Que al ser reemplazados en la ecuación (2-11)

se obtiene:

pWr =-10.321 rad./seg.

Finalmente reemplazando estos alores calcula-

dos en la ecuación (2-6)f se obtiene el momento de iner-

cia buscac'.o;

J = 0.0552 ra2Kgl

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'85

FOTO 1

Prueba de. desaceleración del motor de inducción con

rotor bobinado, donde el voltaje es directamente pro_

porcional a la velocidad rotacional

Escala vertical: 2v./div.

Escala horizontal: 5 seg./div.

Wr = 1.760 r.p.m.

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86

FOTO 2

inducciónPrueba de desaceleración del motor de i:

de ardilla, donde el voltaje es directamente

a la velocidad rotacional.

Escala vertical: 2v./div.

Escala horizontal: 5 seg,/div.

W = 1760 r.p.m.

en j aula

proporcional

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Siguiendo el mismo procedimiento de cálculo, se

determina el momento de inercia del motor

rotor jaula de ardilla.

de inducción con

Del gráfico 2, se toman los siguientes datos:

iguientes datos

P =80 vatiosm

W = 1760 r.p.m.r *•

Entonces, se tiene:

AW2 = 0.434 m2Kg/seg.2

De la foto 2 f se obtienen los s

W-, = 55.293 rad./seg.

W0 = 136.389 rad./seg.

t- = 14 seg.

= 4 seg.

Entoncesr se tiene:

8fll rad./seg

Finalmente el momento de inercia buscado es:

J = 0 .0535 itTKg.

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* nú

Las dos pruebas descr.itas con anterioridad pfna

determinar el momento de inercia, se hicieron con finea *.

d^ comparación e ilustrativos y como se puede ver en .]

ellos f lo que -

ambos pueden u-

tabla 7, no existe mayor diferencia entre

garantiza su confiabilidád, por lo tanto,

tilizarse en cálculos posteriores aunque agui se usaran

los resultados obtenidos del segundo método. Cabe-anotar

que no corresponde al presente trabajo el

semejanzas, diferencias y restricciones de los métodos

mencionados con anterioridad, por consiguiente se han. o-

mitido los comentarios al respecto.

TABLA 7

MOMENTOS DE INERCIA DEL MOTOR DE INDUCCIÓN

análisis de las

MOMENTO DE INERCIA (m2 Kg)

ROTOR

BOBINADO

JAULA DEARDILLA

Método físico

Oc0490

0.0468

Método

O.í

o.<

Electromecánico

)552

)535

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Los parámetros de la máquina de

sistencias, reactancias y el momento de ii

hasta aquí evaluadosf serán utilizados

calcular los transitorios de reconacción,

versión de fases y frenado dinámico del

mediante un modelo matemático que se j

simulación digital en el próximo capítulo

. 89.

inducción (re -

inercia del rotor)

posteriormente para

frenado por in -

motor de inducción,

á'para laimplementara

2,2, OSCILOGRAMAS DE TRANSITORIOS EN LA RECQNE-XÍON A LA

MISMA FUENTE

El motor de inducción seleccionado

ba, se conecta a la red mediante el circuito

nado en la figura 11, y es controlado mediante

de la figura 10.

para esta p _

de fuerza cise-

el circuito

En la figura 11, se puede ver que la señal del

voltaje es llevada al osciloscopio a través de un divisor -

de tensión intercalado entre dos fases del estator y la se-

ñal de corriente, se lleva a otro canal del osciloscopio me_

diante una resistencia de un ohmio conectada en serie a la

fase del estator.

Las fotos 3 y 4, registran los

tos transitorios donde se vé claramente

ración de estado estable se desconecta la

oscilogramas de e

que durante la ope

fuente de alisen

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R

VARIAC

v

C

SEÑAL DE V

PTO.COiyíUN

SEÑAL DE I

.90

>AL OSCILOSCOPIO

FIGURA 11

CIRCUITO DE FUERZA DISEÑADO

PARA LA RECONE'X-ION

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. 91

tación y luego de un corto período de tiempo (ms .) se reco_

necta a la misma, produciéndose los transitorios de reco -

ne-x/ión correspondientes al motor de inducción con rotor -

bobinado y jaula de ardilla respectivamente.

Las cQxr-i-en-te-s—t ajis LtQ3£¿a=s=!ÉL recone.-oüiñn, tie-

nen un rápido amortiguamiento (ms), recuperando su forma es

table casi de inmediato, las corrientes del estator durante

la desconexión son iguales a cero como se puede apreciar

en los oscilogramas f otograf iados.

conexión no son cero sino que decaen sinusoidalmente debi

do a la energía almacenada en el' entrehierro pero antes y

después de la desconexión conservan su forma de estado es-

table. De los oscilogramas de voltaje se

los de desconexión (3 ) y "recone-^ión (

Csen la forma y magnitud del transitorio instantáneo de co

rriente.

A voltaje nominal la saturación magnética introdu_

ce efectos' no lineales en la máquina rea

obtienen los ángu-

<* ) que inciden -

y con el objeto

de evitarlos se trabaja en la parte lineal de la curva de -

magnetización y esto se logra con voltajes menores al nomi-

"nalr entonces los resultados medidos serán más cercanos a

los del modelo matemático usado y un análisis comparativo -

más exacto es posiblef debido a que algunas suposiciones con_

sideradas en la sección 1.1., al formular las ecuaciones di-

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. 92

FOTO 3

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN LA

A LA MISMA FUENTE PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN

ROTOR BOBINADO.

CANAL 1

Escala, vertical: 10 v,/div.

Escala horizontal: 50 ms/div.

8 = 45°

RECONEQSLTON

CON

CANAL 2

5 .Amp./div,

50 ms./div.

= 270

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. 93

FOTO 4

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN LA REGONEJX'ION A LA

MISMA FUENTE PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA

DE ARDILLA

Escala vertical:

Escala horizontal

8 = 270°

CANAL 1

10 v./div.

50 ms./div.

CANAL 2

5 Amp./div,

50 ms./div.

= 270

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. 94

ferenciales para una máquina simétrica ideal son tomadas -

en cuenta„

Por lo tanto, estas pruebas se realizan alimen -

tando al motor de inducción conectado en

2,3, OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO POR IN-

VERSIÓN DE FASES

Los circuitos de control y fuersc.

invertir el sentido de giro del motor de

estrella con vn/vrr

diseñados para

inducción utiliza

do en esta prueba se presentan a continuación en las figu-

ras 12 y 13 respectivamente. Las señales de:

rriente se llevan al osciloscopio como en

voltaje y co -

caso anterior,el

Las fotos 5 f 6, 7 y 8 registran los oscilogramas

de los transitorios de frenado por inversión de fases del

motor de inducción con rotor bobinado y jai:la de ardilla.

En las fotos 5 y 7 se ve con claridad: la última parte de

la operación de estado establef el instante en que se des-

conecta la fuente, el corto período cíe desconexión (ms),

el instante en que se reconéctala fuente con dos de sus fa_

ses invertidas y la parte inicial de este tlransitorio de

frenado, mientras que en las fotos 6 y 8 se

ración total de este período transitorio de

aprecia la du-

frenado y la

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R

C-

AL

TRIGUÉR C-

FIGURA 12

CIRCUITO DE CONTROL PARA LA ^NVERSION

DE FASES

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R

S

T

96

VARIAC

C-

\

>_/

R2

f

'

\L DE

PTO. COMÚN

SEÑAL DE I

OSCILOSCOPIO

FIGURA 13

CIRCUITO DE FUERZA DISEÑADO

PARA LA INVERSIÓN DE FASES

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parte inicial del régimen estable alcanzado por el motor

que ahora gira en sentido contrario al anterior.

Las corrientes transitorias de

versión de fases tienen un pico instantáneo muy severo y

se amortiguan lentamente (seg.) frenando

frenado por in-

al rotor y si

no se desconecta la fuenter las corrientes recuperan su

estado estable y el rotor empieza a girar en sentido con

trario al que tenía.

En la desconexión las corrientes del estator

son cero y los voltajes remanentes decaen sinusoidalmen-

te como se observa en las fotos 5 y 7, donde también se

determina fácilmente en los oscilogramas

valores de los ángulos de desconexión (

ne-^ión ( K ) que inciden en la forma de

de esta corriente transitoria de frenado.

Por las mismas razones del 'caso

pruebas se realizan alimentando al motor d

nectado en estrella con V /n

de voltaje los

3 ) y de reco-

onda y magnitud

anterior, estas

e inducción co-

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FOTO 5

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO POR INVER-

SIÓN DE FASES PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN GON ROTOR BOBINADO

CANAL 1

Escala vertical: 10 v./^iv-

Escala horizontal: 50 ms./div,

B = 180°

CANAL 2

1O Amp./div.

50 ms. /div,

- 270°

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. 99 .

FOTO 6

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO POR INVER-

SIÓN DE FASES PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBINADO

Escala Vertical:

Escala horizontal:

CANAL 1

10 v./áiv.

O . 5 seg./div.

CANAL 2

10 Amp./div

0.5

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. 100 .

FOTO 7

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO POR INVERSIÓN

DE FASES PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA DE ARDILLA

escala vertical:

escala horizontal:

9 = 120°

CANAL 1

10 v./div.

50 ms/div.

=315'

CANAL 2

10 amp./idv,

50 ms./div.

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.101

FOTO 8

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO POR INVER-

SIÓN DE FASES PARA EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA

DE ARDILLA

Escala vertical:

Escala horizontal:

CANAL 1

10 v./div.

0.5 seg./div.

CANAL 2

10 Amp./div.

O.5 s&g./d±v.

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. 102

2,4. OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSIT'ORÍOS EN EL FRENADO DINÁMICO

El motor de inducción seleccionado

ba inicialmente es conectado a una red de

una fuente de continua mediante el circuido

nado en la figura 14 y el diagrama de

la figura 12. Las señales se llevan al osc|iloscopio igual

que en los casos anteriores.

control

prese¡ntanLas fotos 9, 10, 11, y 12,

mas de frenado dinámico del motor de induc

binado y jaula de ardilla respectivamente.

muestran los períodos de estado estable,

parte inicial del transitorio de frenado

que las fotos 10 y 12 muestran el transitorio

nado dinámico y cuando el rotor se frena p

desconecta la fuente de continua.

Como en los casos anteriores el

ta normalmente de una red de alterna hasta

producirse la desconexión entonces las

tor son cero y los voltajes remanentes

mente, al reconectar se aplica corriente

seguir el frenado dinámico luego las

rias producidas alcanzan un valor constante

para esta

alterna y luego a

de fuerza dise-

es el dado en

los oscilogra_

ción con rotor bo-

Las fotos 9 y 11

dlescone^ión y la

d|iiiámico, mientras

total de fre-

por completo se

estator se aliraen

el momento de -

del esta^

sinusoidal-

continua para con-

transito -

y son mucho me~

corrienteí

decrecen

corrientes

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> AL OSCILOSCOPIO

PARA EL FRENADO

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observando

de

nos severas que las de recone

gramas de voltaje se determina' el ángulo

( 3 ) mientras que el ángulo de

ya que al reconectar se tiene tensión continua

recone-^ion

La tensión continua aplicada a dos fases del esta

tor es de 30 voltios.

. 104 .

los oscilo-

desconexión

c ) es cero

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. 105 .

FOTO 9

CANAL 1

Escala vertical: 5 v./div.

Escala Horizontal: ' 50 ms./div,

3 = 180°

CANAL 2

2 Amp. /div,

50 ms./div.

ce =

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,106.

FOTO 10

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO DINÁMICO PARA

EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBINADO

CANAL 1

Escala vertical: 5 v.'/div.

Escala horizontal: 0.5 seg./div.

CANAL 2

2 Arap. /Div.

0.5

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. 107 .

FOTO 11

OSCILOGRAMAS DE LOS TRANSITORIOS EN EL FRENADO DINÁMICO PARA

EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA DE ARDILLA

Escala vertical:

Escala horizontal:

3 = 135'

CANAL 1

5 v./3iv.

50 ms./d.iv.

CANAL 2

2 Amp./div,

50 ms./div.

= 0°

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. 108 .

FOTO 12

EL MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR JAULA DE

Escala verticalt

Escala Horizontal:

CANAL 1

5 v. /div.

1 seg./div.

ARDILLA

CANAL 2

2 Amp./div,

1 seg./div,

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C A P Í T U L O - III-

REPRESENTACIÓN DEL MODELO

MATEMÁTICO

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C A P I T U ' L O I M

REPRESENTACIÓN DEL MODELO MATEMÁTICO

En este capítulo, se analizan .gunas considera-

ciones básicas que permiten desarrollar un modelo matemáti_

co para calcular los transitorios anotados en las seccio -

nes 1.5, 1.6 y 1.7 y medidos en las secciones 2.2.,

2.3 y 204C A parti'r de las ecuaciones diferenciales de-

terminadas en la sección 1.3.2., se obtienen las ecuacio -

nes del modelo matemático que son referidas al sistema por

unidadr además a continuación se describe

ge - Kutta para la integración numérica y

el método de Run

se indica el pro

ceso general seguido para la solución digital, finalmente,/

se muestra este proceso en forma de diagrama de flujo sim-

plificado y se presentan los ejemplos- de aplicación,,

3.1, CONSIDERACIONES BÁSICAS

Para desarrollar el modelo matemático

cuenta los mismos principios básicos expuestos

lisis en la sección 1,1., estas suposiciones

,se toman en

para el aná-

linealizan al

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sistema, pero como en la presente investí

siderar la variación de la velocidad del

visto el sistema desde este puntof tiene

no lineal.

Establecer las condiciones inic

te, voltaje,, concatenaciones de flujo, toi

es básico, importante y necesario.

Cuando la máquina opera en estac

, 111 .

tigación se debe con

motor, entonces

un comportamiento

iales de corrierr

que y velocidad ,

o estable, exis

ten corrientes que circulan por los bobinados del estator -

y del rotor antes de producirse la desconexión de la fuen-

te de alimentación, estas corrientes son calculadas utili -

zando el método-de eliminación de Gauss (*) para resolver las

ecuaciones complejas (1-111)- de estado estable. La solución

de estas ecuaciones requiere de los siguientes datos en por

unidadí voltaje de la fuente, deslizamiento, resistencias y

reactancias de la máquina.

Durante la desconexión las corrientes del esta -

tor son cero y las del rotor decaen sinusoidalmente debido

a la energía almacenada en el entrehierro f estas corrientes

remanentes se calculan integrando las ecuaciones diferencia_

*)• Apéndice A

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* 112 .

les que simulan el decaimiento de las corrientes del rotor

y voltajes del estator siguientes a la desconexión (desa-

rrolladas más adelante) mediante el método

Las.condiciones iniciales requeridas para

se obtienen considerando las corrientes de

inicialesFinalmente las condiciones

para integrar las ecuaciones diferenciales

que describen el funcionamiento de la máqu

del tiempo se determinan a partir de las

nentes presentes en la desconexión.

necesarias

(3-26) y (3-34)

iría en función -

corrientes rema -

Tambiént .se debe tener en cuenta

tá cortocircuitado, de modo que v" = v.

quina opera sin carga conectada al eje, el

es cero (TL

que el rotor es-

= 0 y como la mil

torque de carga

O )r además el coeficiente angular de fric -

ción viscosa (D), se deprecia.

3,2, ECUACIONES DEL MODELO MATEMÁTICO (*)

.Si ambos miembros de las ecuaciones dadas en (1-84)

de Runge-Kutta.

asta integración

estado estable.

se les multiplica por la velocidad angular

rrespondiente a la frecuencia nominal, se

(*) Referencias 3 y 5

eléctrica W , co-

tiene:

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. Í + X (i + i"ls gs m v gs gr

n ij "í- X (i -f- ils ds m v ds x

- 113

*gr = xír gs1

\b 1* ar r Cidr (3- 1)

Donde:

q3

x, w Le

M

r.T T- -*W • L,e Ir(3-2)

Y siendo:

VL = 2 TT f(3-;

f: es la frecuencia de la red

Asumiendo que;

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= x (i + i" )mq m qs qr

) , = X (i, + i" ]ind . m v ds dr

Reemplazando (3-4) en (3-1)f se tiene

TÍ; = X, irqs Is qs

= X, i,ds Is ds

= xr i" + IDqr ir gr mq

dr Ir dr rmd

. 114

(3-4)

Si en las ecuaciones anteriores se despejan las

corrientesf se tiene:

•qs X

•ds X

-qr X

"dr X

1

Is

1

Is

1~y

Ir

1-3

Ir

qs mq

ds

qr rmq

(3-6)

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. 115

Reemplazando las ecuaciones anteriores en (3-4)

queda :

X (-mq-f

Is XIr

' ñ T*U-L

„A, TIs Ir

Donde :

x = x ,mq md =? i/ íi/xm + i/x. + i/xr )m ' Is Ir

Reemplazando las ecuaciones (3-7

considerando (3-8),se obtiene:

± = ( Xls" Xmg } , _ Xmg , ,qs v 9 qs x v^ q2

T -.ls

A-, *~ Als mq-

- Tls Ir

X

*

mq1

Tls

x - ^Ir mq

A -, "~XIr mq

ds • ^ rdrA- A ,ls Ir

xmq

A

XIr

*" -armqv ,XlsXlr

Las ecuaciones anteriores también pueden escri-

birse, así.:

(3-7)

(3-8)

) en (3-6) y

(3-9)

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igs = BU) *qs - BÍ2)

- B(2)

" = B(3) ip" - B(2) i|; „qr qr rqs

; - B(3) 'K - B(2) iKdr rdr rds

Donde:

Bd) =

B(2) =

B(3) =

X, - Xls mq

X, 2ls

X_mqx^ xrls Ir

X** — vT AIr mqX-,Ir

.. 116

(3-10)

(3-11)

Reemplazando las ecuaciones (3-9} en (1-81)r ha-

ciendo p6 igual a W y multiplicando los dos miembros de

la ecuación por W , se obtiene:

Xw v

e ds

,ls Xmq•* —X, 2ls

) W * - r 2-} e vqs s X, _Xls Ir

W if + p e rgr ^ rqs

V —V

- f Xls Xmg , w's . X, 2 ' e

ls

mqX, X^ls Ir

we+ p ds

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We gr r -

X *r ~" A X, Ir mq . _ _ , > . ^ rnqr_ _—3_ i w uí r —-V-X/ 2 e rqr- r X, XIr ^ Is Ir

•f p íD"* - V 7 TÍ)'^ rqr r /dr

W v^ = r1 (e dr r

V* — VA - AIr mqX

W mqre rdr r X Is

ít + W llí^ar r Yqr

Si en las ecuaciones anteriores,

P *gdsr Y reemplaza v" =

. 117

W.e rqs

je rds

(3-12)

se despeja

= O por estar el rotor cor_

tocircuitado^ quedan las siguientes ecuaciones diferencia

les :

pe - W• Yqs e

P = w.

X_ -Xv +r Is- X

) * (,+rA,Is sxlsxír

X

lslr

P* "= W,mq . . ,,

r r~V- J +rr X-, X, qs rIs Ir ^

mqy

+Ir

X V? X

dr

X

nIs Ir X,-ir dr (3-13)

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Donde:

*b e2 (3-14)

Multiplicando y dividiendo la ecuación (1-87) por

. 118

W se obtiene:

Siendo W la velocidad sincrónica del campo mag-

nético giratorio.

Si en la ecuación (1-90) se reemplaza TT= O y

D=0, se obtiene:

(3-15)

T = JpWTe ^ i (3-16)

3,3, ECUACIONES DEL MODELO MATEMÁTICO EN POR UNIDAD •(*)

Con el objeto de facilitar el cálculo, se escoje

el sistema normalizado llamado "por unidad"f donde las mag-

nitudes se expresan como fracciones de valores nominales y"

son adimensloríales, para esto es necesario seleccionar va-

lores base de potencia, voltaje y frecuencia que pueden ser

los de la placa del motor de inducción escogido.

(*) Referencia 5

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. 119 .

Estas magnitudes tomadas como valores base son:

Sh i es la potencia aparente base en volt-

V, '. es el voltaje base en voltios por fas

f, * es la frecuencia base en Herts.

imperios por fase

y

Una vez seleccionados estos valores baser se pue-

de obtener otras cantidades base*

La corriente base en amperios es

b v.b

La impedancia base en ohmios por fase es

(3-17

(3-18)

La velocidad angular eléctrica base es

TP72") (3-19)

La inductancia base en henr,J.os por fase es:

Z,bb W (3-20)

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. 120

Las concatenaciones del flujo base son:

Xb - Lb '

Multiplicando ambos miembros de la ecuación ante-

rior por W r se obtiene:'r e'

, = X, . I,b b b

siendo

X, = W . L, = Z,b e b b

resulta ser

b b

(3-21;

(3-22

(3-23)

(3-24)

Un valor en por unidad viene dado por la siguien

te relación:

Valor pu Valor real

Valor base

anterioresAplicando las relaciones

ciones (3-13) , se puede fácilmente expreaajrlas

(3-25)

a las ecua -

en por uni-

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dad y su valor no se altera al reemplazar

nales por los equivalentes en por unidad

ciar a continuación en las siguientes

. 121 .

los valores origi^

como se puede apre

p ib - W^ rqs e

p ilí-j -- W^ rds e

p iK = Wqr e

*dr e

vqs

A(2)qr

vds+ A(1) ^ds + A(2) *dr

A(3) qs qr4-

'dr

A(3) i}j, - A(5)ilJ *" 4- A(4)Yds rar

Los coeficientes A(i) son arregí

ecuaciones :

pu

pu

pu

(3-26;

os expresados en

por unidad y equivalentes a sus valores originales.

X - X-

X, 2ls

XA(2) - r.

A(3) = r;

AT X,ls Ir

x

X

A(4) =

WA(5) - —

r'b

,ls Ir

X - X"mq Ir.

X ' 7

pu (3-27)

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Cabe anotar que:

A. ~ A -,mq md

La ecuación de" torque base está dada por la si

guíente expresión:

. 122

T.bV1 • *Ub b

, A ,(} b

Dividiendo la ecuación (3-15) pa

terior, se obtiene:

T = t|> ' * "iC - *K - i "e rqr dr dr qr pu^

(3-28)

ra la ecuación an

(3-29)

La unidad de torque, en el sistema por- unidad, es

definida como el torque producido por una

cia a la velocidad nominal W .

unidad de poten-

El momento de inercia.de la máquina, en el sis te-

ma por unidad f se expresa por la constante de inerciar

tada con la letra H, y definida por la siguiente fórmula

H= Energía almacenada a W^ en KW. seg.&•-Potencia aparente nominal en KVA.

(3-30)

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o también por:

5.48 J n in-6H = s 10 seg

n

J es el momento de inercia del motor de

.123.

(3-31!

inducción en m Kg

n : es la velocidad sincrónica del motor de inducción ens

r. p. m. , y

S : es la potencia aparente nominal del mqtor de inducción

en KVA.

La constante de inercia, se calcula a partir del

momento de inercia y de la velocidad en unidades normales f

tiene la dimensión del tiempo y su valor está dado en según

dos. En el sistema por unidadf la unidad de energía está da

da por la unidad de potencia actuando en un segundof y por

lo tanto la constante de inercia (H) es mujmericamente igual

a la energía almacenada en por unidad (*).

Si la máquina fuera acelerada uniformemente del -

gfondo el torgue se_

producida por la

potencia correspondiente a este torgue a la velocidad media

reposo a la velocidad nominal W en un se

ría igual a JW . La energía almacenada es

(*)• Referencia 7

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W /2, por lo tanto, con lo arriba definido

que, la energía almacenada será igual a JW

ti^ne:

. 124 .

de unidad de tor

/2, entonces, se

H = i- JW2 s

Despejando Jf queda;

J 2HW

Reemplazando la ecuación anterior

tiene la siguiente ecuación diferencial de

12H e pu

Las ecuaciones diferenciales (3-

(3-32)

(3-33)

en (3-16), se -

velocidad.,

(3-34)

26) y la anterior

como se verá más "adelante sirven para el aiálisis transito-

rio r ya que describen el comportamiento de

una función del-tiempo.

.4. MÉTODO DE RUNGE-KUTTA PARA LA INTEGRACIÓN NUMÉRICA(*

La integración numérica de las e

(*) Referencia 15

la máquina como

:uaciones diferencia

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* 125 .

calcular corrieri -

torque y velocidad

ion de la máquina.

En general un sistema de n ecuaciones diferencia-

les ordinarias y simultáneas de primer orden pueden ser re

presentadas así:

les realizada por este método sirve para

tes, voltajesr concatenaciones de flujor

en el período de desconexión y

P Y, = f Y- , Y

P _L n ' J_ •"% \ f J- -i f -L f

TI Y ~ f ("y Y Y Y \ n n ' 1' 2f " * ' * ' * ' n'

Las condiciones iniciales dadas para un punto co-

mún (X ) r sonlas siguientes :

i,oY1

= Y-1-

Y (X } = Yn o nf o

'3-35)

(3-36)

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. 126 .

Para un sistema de n ecuaciones como el dado, el

paso de integración a través del i-ésimo intervalo de tiem-

po es representado por:

y. . _ = Y..+ ~ (K.,+ 2K.0+ 2K.-3 + K.JJ 31 6 Di ]2 33 34'

f fv Y Y V i-1- -; v-^--- /• -'•T -• r -1-o-,• f • - * • / •*-„-• '3 x li 2i ni

Y*. = -Y. . + — h K .31 31 2 3

f f Y - 4 - _ h Y V4-. ^ ¿v. i „ li. r J. - . r Xi 2 lif

. . - ~31 2

K._ = f . (X. + ~ hr Y. . , Y ',33 3 ^ 1 2 r lif 2i

Y . . = Y . . + hK ..,31 31 33

-i.V IJ. . Ini

Y .)ni

f . (X. -¡-h, Y* r Y*.3 1 li 2i

Y* » » JL .ni

Donde:

j = 1, 2, . . . ,n

(3-37)

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x.

h

n

Y . .

127 .

es el valor de la variable .independiente

es el péiso de integración

es el número de ecuaciones diferenciajles de primer or

denr y,

es el valor de la solución para n ecuaciones diferen-

ciales .

Estas relaciones son aplicables paralelamente en

cada punto del algoritmo a todas las n ecuaciones* En sin

tesis el método de Runge - Kutta de cuartc

en evaluar cuatro diferentes incrementos c e variables en -

cada pase de integración y se obtiene de ellos un áetentii-

orden consiste

nado incremento promedio en cada intervalo

El paso de integración usado es

bido a que permite evaluar las ecuaciones

una aproximación razonable y-facilita su

fica adecuada.

de 1 m seg. de-

diferenciales con

representación grá

3,5, DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE SOLUCIÓN NUMÉRICO

A continuación se expone el procedimiento a se

de tiempo„

guxr :

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. 128

1. Leer la información de entrada y escribir la de salida

2. Calcular las corrientes de fase de estado estable.

eliminaciónAplicando el método de

para resolver las ecuaciones complejas (1

as .as s

ar

de Gauss (*}

-111) , se obtiene

Í3-38)

I el'* : son las corrientes de la fase "a" del estator-as -ar

y del rotor"

e l " : son valores máximos de lasas • ar corrientes de la fa

se "a" del estator y del rotor, y,-

y o y $ - son ángulos de fase de las corrientes del esta

tor y del rotorw

3. Calcular las condiciones iniciales de corriente

Las corrientes instantáneas de

(*) Apéndice A

fase del estator y

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. 129

del rotor están dadas por las siguientes ecuaciones :

as

"bs

I eos (0 +as .e

I eos (0 H- 9+ yas e s2ir

i - I eos (9 + B-f $ + - -cs as e s 3

ar

Lbr

I" eosar

I" eosar

+ +

> + 3 + j2f + 9 -~-e ^r r 3

i" = I" eos (B + 3+ 01cr ar e ^

Donde:

0 = W te e •

er =

-I- 9r 3

es el ángulo de desconexión

Las corrientes anterioresf se pueden reducir fá

Gilmente-a un sistema bifásico, aplicando

(3-39)

(3-40)

las ecuaciones de

transformación de la sección 1.3. y considerando al sistema

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. 130

de referencia fijo en el estator, se obtiene

= 1 eos (0 + 8 + 0gs as e s

i, = -I sen(9 + 9 + 0ds as e s

i = Oos

" = i" eos (e + 9 + y + e )qr ar - e 'r r'

C - -I" sen (0rt + 3+ ff + e,Jdr ar e 'r r'

or (3-41)

3.a. Ecuaciones para determinar el decaimiento de las co

rrientes del rotor y voltajes del estator siguien

tes a la desconexión.

Con el rotor cortocircuitado v' = Of y cuanqjr dr

do el motor de inducción se desconecta de' la red, las co -

rrientes del estator caen normalmente a aero en un tiempo

extremadamente corto que depende de las características clel

conmutador, por esto,, aquí se asume que astas son iguales a

cero.

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. 131 .

Reemplazando las condiciones anteriores en la e-

cuación matricial de voltaje (1-80) y desarrollando se ob -

tiene :

v = M p i"qs ^ qr

V-. = M p i"ds ^ dr

O = r' i" + L" p i" - L"p B i"r gr r ^ qr r^ r dr

O = r i" -f L p i" + L p & ir dr r L dr r L r qr

Si ambos miembros de las ecuaciones anteriores son

multiplicadas por W. , y p9 se reemplaza por

y despejando vgds y pi * , además exj

en por unidad, se tiene:

presando las ecuaciones

Xv = —— pi"qs Wo * gr

Xm • •>• ' „v-, = n— p o.-, puds W ^ dr L

pi" - W I- A ( 6 ) i" + A ( 5 ) i- í pu1 qr e | qr dr' ^

pi" = W - A ( 5 ) i" - A ( 6 ) i" I pu^ dr e crr dr ' ^

(3-42)

W , resolviendo

(3 -43)

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Donde:

A(5) =

A(6)

W__iw.

x:

pu

v y V-. : son voltajes remanentes debidosqs •* ds ^

nética almacenada en el entrehierro

. 132

(3-44)

a la energía mag_

r Y

pi^ y pi^ : son ecuaciones diferenciales que pueden ser in-

tegradas mediante el método de Runge-Kutta de

cuarto orden para obtener el decaimiento de las

corrientes remanentes del rotor una vez que se

ha desconectado la red.

Antes de empezar la integración de las ecuaciones

(3-43) , es necesario conocer las corrientes iniciales del ro_

tor (i" e iC ) inmediatamente después de la desconexión.gr dr

Ya que el flujo de la máquina no puede cambiar instantánea-

mente r el cambio en las corrientes del estator debe estar a

compañado por un cambio correspondiente en

rotor para mantener las concatenaciones del flujo constantes

antes y después de la desceñe-> ion, entonces las condiciones

iniciales al desconectar la fuente vienen dadas por;

las corrientes del

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grl

dr

1 y 2 son sufijos que denotan corrientes

de la desconexión respectivamente

4, Calcular las condiciones iniciales de

de flujo

133

(3-45)

antes y después

concatenaciones

Durante la desceñe.~X+ ion las corrientes del esta-

tor son cero y los valores de las corrientes remanentes del

rotor son determinados en. cada paso de integración, enton-

ces al instante de reconectar se tienen los últimos valores

integrados de las corrientes remanentes cue vienen a ser -

los valores iniciales necesarios para calcular, a su vez las

condiciones iniciales de concatenaciones

en el siguiente proceso de integración.

De la ecuación (3-1), se tiene:

= x i"qs m qr

;> " X i"ds m dr

de flujo requeridas

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" = X" i."qr r qr

- X" i"dr r dr

. 134 .

(3-46)

5. Calcular los valores iniciales de voltaje al reconectar

la fuente»

5.a. Voltajes en la reconeo^ión a la misma fuente.

Los voltajes instantáneos de fase del estator vie

nen dados por:

v = v eos (© -fas as e

v. = v eos (9 + ce --bs as e 3

ves .v eos (0

as 'e2-=3

V : es el valor máximo del voltaje de laas

: es el ángulo de reconeo^ión; y

9 : está dado por la ecuación (3-40)e

(3-47)

fuente

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135

Los voltajes del rotor cortocircuitado son cero

en todos los casos.

Los voltajes anteriores, se reducen a cantidades

bifásicas equivalentes mediante las ecuaciones de transfor

mación de la sección 1.3. y con el sistema

fijo en el estatorr se tiene:

v = V eos (6 +qs as e

V, =-V sen (eds as e

Vos = O . (3-48)

5.b. Voltajes en el frenado por inversión de fases.

Los voltajes instantáneos de fase del estator son

de referencia

V = V eos (9 + « )as as e

V, = V eos (0 + °= +bs as e 3

V = V eos ($ + « -ies as e 3

2 ir

(3-49)

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Como en el caso anterior reducie

nes a cantidades bifásicas equivalentes",

V = V eos (& +qs as e

V, = V sen (9 + <* )'ds as 'e

V = Oos

. 136 .

ndo estas ecuacio_

e tiene:

5.c. Voltajes en el frenado dinámico

Los voltajes de fase en el estator son

(3-50)

V = Vas D.C.

V, = V = 0bs - e s (3-51!

Reduciéndolos a cantidades bifásicas equivalentes,

se tiene:

\TV

~qs 3

V, = Ods

v = — vos 3 D.C. (3-52)

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137 . .

6. Integrar las ecuaciones diferenciales d,el modelo materna-¡

tico r

Una vez conocidos los valores iniciales de las con

catenaciones de flujo y de los voltajes se determinan los va_

lores de las derivadas de las ecuaciones diferenciales (3-26}

y se inicia el proceso de integración de las ecuaciones ante-

de cuarto orden*rieres aplicando el método de Runge-Kutta

7 . Cálculo de otros valores

Los valores de las concatenaciones de flujo obteni-

das en cada paso de integración de las ecuaciones diferencia-

les del modelo matemático durante el período transitorio si -

guiente a la reconexión sirven para calcular: las corrientes

transitorias mediante las ecuaciones (3-1®) expresadas en por

unidad, el torque electromagnético con la ecuación (3-29),

los voltajes usando las ecuaciones dadas en (3-48)f (3-50) y

(3-52) según el caso requerido y la velocidad rotacional me -

diante la ecuación diferencial (3-34).

8. Finalmente se verifica si el tiempo especificado ha sido

cubierto.

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3,6, DIAGRAMA DE FLUJO Y PROGRAMA DIGITAL.

3.6.1. Diagrama de flujo simplificado

El método general seguido en la

. 13!

sección 3.5. para

la solución digital, se muestra en forma 'de diagrama de flu

jo simplificado en la figura 15. En el a éndice B se desa-

rrolla una descripción gráfica más detallada que ilustra la

lógica del procedimiento.

3 . 6 .2. Programa Digital

El programa digital diseñado para la solución de

los transitorios que se investigan en el presente trabajo,

fue escrito en lenguaje Fortran IV con doble presiciónr a-

demás fue compilado y ejecutado en el computador IBM 370 /

125 de la Escuela Politécnica Nacional.

/

El programa digital consta de un programa princi

pal/- de siete bloques y seis subrutinas-que a continuación

se comenta:

1. PROGRAMA PRINCIPAL

El programa principal realiza las siguientes ope

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. 139 .

raciones:

. Imprime títulosr suministra datos de entrada al

computador y los resultados al usuario, calcula los dife-

rentes coeficientes usados en el proceso de computación,,

establece las condiciones iniciales requeridas para la in_

tegración de las diferentes ecuaciones diferenciales de

los modelos matemáticos que representan la

la recone;xiónf además tabula o gráfica resultados, llama

a las subrutinas, contiene los formatos, en fin coordina

la operación de los diferentes bloques y

2. BLOQUES

2.a. Bloque A

desconexión y

En el bloque Ar se leen e imprim

nerales de la máquina y se calculan los-

cientes de las ecuaciones diferenciales,

car un nuevo grupo de datos y de no existi]r

el programa.

2.b. Bloque B (*)

Este_bloque resuelve un sistema

(*)Referencia 5 .

subrutinas.

en los datos ge-

diferentes coefi -

Además ordena bus_

este, termina

de dos ecuaciones

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. 140 ,

complejas por el método de eliminación de CBauss (Ver apéndi-

ce A) para determinar los valores de las corrientes de esta_

do estable del estator y del rotor en componentes de fase y

los ángulos de estas con respecto al voltajje, estas corrien

tes sirven para calcular las condiciones iniciales previas

a la desconexión. Ademas de imprimir los resultados obte-

nidos , si la matriz p (irj) que contiene los coeficientes -

de las incógnitasr es singular, se transfiere el control al

bloque A.

2.c. Bloque C.

Este bloque calcula las condiciones iniciales ne-

cesarias para integrar las ecuaciones diferenciales que si-

mu! an el período de desconexión por el método de Runge-Ku-

tta de cuarto orden y cuyos resultados tabula o gráfica.

Los resultados del último paso integrado dle concatenaciones

de flujo, torque y velocidad son las condi

existentes antes de reconectar, Además cal

iniciales del voltaje al instante de reconectar.

2.d. Bloque D

Corrige las variables de corrientes, torquer ve

:iones iniciales

:ula los valores

loc'idad y voltajes que el método de Runge Kutta exige des-

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141

pues de la segunda, tercera y cuarta llamada dentro de cada

paso de integración.

2.e. Bloque E (*)

Calcula las derivadas de las ecuaciones diferen -

cíales y llama a la subrutina Runge-Kutta de cuarto orden -

para la integración de las ecuaciones diferenciales de la -

máquinar esta subrutina es llamada cinco veces por cada paso

de integración.

2.f. Bloque F.

Este bloque calcula las variables de corrientes,

torque, velocidad y voltajes en cada paso integrado y las im

prime o almacena.

2.g. Bloque G.

Este bloque llama a la subrutina

car los resultados almacenados y transfiere

bloque A.

i*) Referencia 5

Plot para grafi-

el control al

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3. SUBRUTINAS

3.a. Subrutina R Kutta (*)•

Esta subrutina es llamada en el

tegrar las ecuaciones diferenciales (3-43

',,ión y también es llamada en el Bloque E

. 142

bloque C para in-

de la desconex--

para integrar las

ecuaciones diferenciales (3-26) de la machina.

3.b. Subrutina Plot (*)

Mediante esta subrutina se g^raf

dos almacenados de corrientes, voltajes,

ican los resulta •-

torque y velocidad

puede grafizar -de una a cinco variables simultáneamente re-

presentadas por las letras A, Bf C, D' y S respectivamente.

La escala de las ordenadas puede ajustarse para -

cualquier rango que contenga 100 unidades, además puede ser

multiplicada o dividida por un factor constante según los -

requerimientos dimensionales del dibujo Si los resultados

almacenados sobrepasan el límite superior o inferior de la

escala de ordenadas aparece un símbolo "

cedido6

?" en el límite ex-

(*•) Referencia 5

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.143

Inicio

A

Lectura de Datos

Calcular los coeficientes

Calcular las corrientes de estadométodo de eliminación de Gauss

estable por el

Calcular las condiciones iniciales al desconectar

Corregir las variables en la recone(%,i6n

Derivar e integrar las ecuaciones diferenciales dela desconexión por el método de ¡Runge-Kutta decuarto orden

Calcular las variables en cada paso integrado

Calcular las condiciones iniciales al reconectar

Corregir las variables en la reconeXi-ión

Derivar e integrar las ecuacionesde la máquina por el método de Ru

diferencialesnge-Kutta de

ICalcular las variables eri cada paso integrado

t - tf

Tabular o Graficar

FIGURA 15DIAGRAMA DE FLUJO SIMPLIFICADO

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La escala de las abscisas también puede ser ajus

tada para cualquier número de puntos.

3.c. Subrutinas Trans 1 y Trans 4

Estas subrutinas transforman corrientes bifási -

cas a corrientes trifásicas utilizando las

transformación inversa de la sección 1.3 y

sistema de referencia fijo en el estator,

ecuaciones de -

considerando al

cuando se tienen

los casos de recone¡.X-iónf frenado por inversión de fases y

frenado dinámico.

3.d. Subrutinas Trans 2 y Trans 3

Estas subrutinas transforman v©3

bifásico al trifásico con ayuda de las

formación inversa de la sección 1.3 y

ma de referencia fijo en el estatorr en

, frenado por inversión de fases y

tajes del sistema

de trans-

al siste_

casos de reco -

frenado dinámico.

ecuaciones

considerando

los

En el apéndice C se adjunta un listado completo -

del programa digital y en el apéndice D se presenta el ma

nual de uso del programa.

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3,7. EJEMPLOS DE APLICACIÓN Y RESULTADOS

3.7.1. Ejemplos de aplicación

El programa digital diseñado en

. 145 .

las secciones an-

teriores de este capítulo, se aplica al estudio de la máqui

na de inducción con el objeto de obtener resultados calcula^

dos mediante el computador digitalr para los transitorios -

de la recone.j ió'n a la misma fuente, frenado por inversión

de fases y frenado dinámico, que en el próximo capítulo se-

rán comparados con los resultados obtenidos de las pruebas

realizadas en las secciones 2 »2., 2,3 y 2 respectivamente.

En la' ejecución del programa digital se requieren

los parámetros de la máquina determinados

pero expresados en por unidad, para esto fue necesario se -

leccionar adecuadamente, considerando los

en la sección 2.1

datos de placa del

motor de inducción utilizado,, los siguientes valores base:

Sb = 886,34 V.A./fase

V. = 220 voltios fase-neutrob

f.= 60 Hertz

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. 146 .

Mediante las ecuaciones dadas en (3-17), (3-18) y

(3-19) se obtienen:

I, = 4.04 amperios

Z,= 54.3 ohmios/fase

W, = 188.49 rad./seg.

Aplicando las ecuaciones (3-25! y (3-31) se obtuvie

ron los siguientes valores''de los parámetros del motor de in

ducción en por unidad anotados en la tabla 80 Además se re-

quiere de datos adicionales disponibles en los terminales de

la máquina o tomados de los oscilogramas del capitulo ante -

rior, estos son dados en la tabla 9.

3.1.2. Resultados

El programa digital está diseñado para calcular

los transitorios de recone;?t,'i6"n a la misma fuente, frenado

por inversión de fases y frenado dinámica > Los resultados ob

tenidos del computador digital están expresados en por uni -

dad y vienen tabulados o en forma gráfica r aquí se prefiere

esta última forma debido a que es más fácil analizar resul-

tados gráficos.

'Para todos los casos transitorios aquí, estudiados

se imprimen

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- Los parámetros de la máquina

- Las corrientes de estado estable con sus

. 147

gulos de fase.

- Los gráficos de las corrientes y voltajes transitorios

del estator en variables de fase, el torque electromag-

nético y la velocidad rotacional.

respectivos án

En las siguientes páginas se adjuntan los

tados gráficos de cada uno de los transitorios propuestos

en esta investigaciónr para un motor de inducción de -rotor

bobinado, conectado en estrella y alimentado con voltaje

reducido.

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TABLA 8

Parámetros del motor de inducción

Parámetros en

por unidad

r *s

r **s

r"r

xls"xír

xm

xs==xí

s

r'/sr'

H fseg]

r ~íW rad/seg

M.I. con

rotor bobinado

0.048063

0.09944

0.098354

0.112552

1-.889143

2.001695

0.022222

4.425974

0.368587

184.306

* r + RiV* «ZS S 1

Mcl.con jaula

de ardilla

0.040063

0.09944

0.098943

0.101208

1.883103

1-984316

0.022222

4.4SÍ4ÍV

0.357235

184.306

, 148

„ (en la recone-.^ión y el frenado por Inver-b sión de fases)

- ?T *4-?R -fRS i 3r**= -^ (solo para frenado dinámico)

O íLJ.

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TABLA 9

Datos adicionales del motor de.

,149

inducción

Régimen Transitorio M. I. con rotorbobinado

VOLTAJES EN POR UNIDAD

Recone.->/ión

Frenado por contraco-rriente

Frenado dinámico

0.578947

0.578947

0.136741 •

TIEMPO DE DESCONE'XION EN SEGUNDOS

Reconevx;:ión

Frenado por contraco-rriente

Frenado dinámico

0.142

0.159

0.154

M. I „ jaula deardilla

0.578947

0.578947

0.136741

0.140

0.180

o;i60

ÁNGULO DE DESCONEXIÓN (9 ) EN GRADOS ELÉCTRICOS

Recone^-- ion

Frenado por contraco-rriente

Frenado dinámico

45

180

180

ÁNGULO DE RECONE-*XMON ( ce) EN GRADOS

Recone-}^ ion

Frenado por contraco-rriente

Frenado dinámico

270

270

0

270

120

135

ELÉCTRICOS

270

315

0

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15

.ÍE

XcC

EX

EC

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C-A-P I - T - U - L o- iv

ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Una vez obtenidos los resultados

calados (en los capítulos II y III respectivamente) de

las operaciones transitorias de

fuente, frenado por inversión de fases y f

de la máquina de inducción, se realiza en'

pltulo un análisis comparativo de estos re

medidos y cal-

n a la misma

renado dinámico

propósito de concluir y demostrar, si.el

el presente ca-

sultados con el

odelo matemáti-

co usado para esta investigación es aceptable o no

COMPARACIÓN LOS RESULTADOS MEDIDOS Y CALCULADOS

La simulación digital permite ot

na perturbación todas las variables de la

tener durante u

máquina. Pero -

en las pruebas experimentales realizadas únicamente fue

posible determinar los oscilogramas de los transitorios -

de corriente y voltaje del estator del motor de inducción

debido a las limitaciones del Laboratorio de Máquinas

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Eléctricas, por este motivo y por razones

para a continuación en todos los casos estudiados solamen-

te la corriente de la fase "a" del estato*

ficiente para los fines propuestos. Adema:

facilidad y rapidez con que se procesa el

.168.

prácticas se com

, siendo esta su

aprovechando la

programa en el -

computador digital,se realiza un estudio del comportamien-

to transitorio en las operaciones de recor.evT^ión del motor

de inducción asumiendo diferentes condiciones arbitrarias

que bien pueden darse en. la realidad, entonces diferentes

ángulos de desconexión ( ) y recone^ión ( ** ) serán pro

bados a voltaje nominal (V ) y a voltaje Deducido

(V /,/T1 ) para establecer las variacionesn/ V 3 '

y del torque en los casos investigados *

4.1.1. Resultados de la Recone^lón a la misma Fuente

La comparación de los resultados medidos (osci-

lograma de la foto 3) y calculados (gráfico 3) se mués

tran en el gráfico 15, donde se observa la gran similitud

que existe tanto en la frecuencia como en

de la corriente

la amplitud de

las ondas d.e corriente comparadas, obviamente se tiene una

mínima diferencia entre estos resultados que es plenamen-

te justificable. Est© permite concluir que la simulación

digital representa satisfactoriamente el

torio real.

fenómeno trans i-

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170

En la tabla 10, se muestran los valores máximos

de las corrientes (de la fase "as") y torgues transito

rios calculados en la reconet^ión a la misma fuente pro -

bando diferentes ángulos y voltajes donde se puede obser-

var lo siguiente:

a) La amplitud y forma de onda de estas variables dependen

de los ángulos de desconexión y recone-^.ión, asi como

.de los voltajes aplicado.s.

b) Las magnitudes de las corrientes y

exceden en varias veces a los x^alores

torques transitorios

nominales, así r

- A voltaje reducido la corriente alcanza valores de

2 o 8753 veces la nominal y el torque llega a valer

-1.2989 veces el nominal.

- -A voltaje nominal la corriente llega

veces la nominal y el torque alcanza

-3.8643 veces el nominal.

3. valer 4.9624

/alores de

c) El torque es negativo cuando se produce

sitorio de la recone-T^ión a la misma fu

el régimen tran

jnte

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TABLA 10

Régimen Transitorio en la Reconeó&;:iFuente del Motor de Inducción con

170 A

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-1.7098

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-0.5910-

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-1,2999

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. 171

4.1.2» Resultados del Frenado por Inversión de Fases

En el gráfico 16, se comparan lo

didos del oscilograma de la foto 5 con los

s resultados me-

calculados en

el gráfico 7, donde se ve que las variables comparadas

coinciden en la frecuencia y amplitud, tambiéi existe una

diferencia mínima que es justificable. Este resultado acep

tatale se debe a que la simulación digital adoptada para la

solución numérica del fenómeno transitorio

cuada.

Como en el caso anterior, en la tabla 11 , se

muestran los valores máximos de corrientes

real es la ade-

y torques tran-

sitorios calculados en el frenado por inversión de fases -

con diferentes ángulos y voltajes donde se

lo siguiente:

puede apreciar

a) La frecuencia y la amplitud de estas variables depen

den de los ángulos de desconexión y recone;7Ción, así

como de los voltajes aplicados.

b) Las magnitudes de las corrientes y torgu transitorios

superan varias veces a los valoréis nominales, así:

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TABLA 11

.172. A

Régimen Transitorio en.el Frenado por Inversión deFases del Motor de Inducción con Rotor Bobinado

5

(gradoseléctrieos) ~

30°

' 60°

90°

180°

270°

0° '

ot

(gradoselectrieos)

30°

60°

90°

180°

270°

Vn/^puv •-*

Imáx pu

1.6848

2.0742

2.0382

1.6127

1.6848

1.6127

0.8707

-3.2728

-3.2214

-1.6127

4,0008

TQmáx pu

-1.1645

-0.6912

-0.7381

-1,0957

-1.1645

-1,0957

-0.9274

-0.6912

-0,6326

-1.0957

-1.4900

Vn

Imáx

2

3.5S

-3.5S

2.7E

2.91

2-7É

1.5C

-5.65

-5.56

-2.78

6.90

pu

pu

91

122

;04

56

00

56 '38

30

38

56

64

.Te máx pu

-3.4777

-2,0637

-2.0251

-3.2705

-3.4777

-3.2705

-2.7684

-2.0637

-1.8882

-3.2705

-4.4488

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- A voltaje reducido la corriente llega a

. 17:

valer 4.0008 ve-

ces la nominal y si torque -1.49 veces el nominal

A voltaje nominal la corriente alcanza

veces la nominal y el torque -4.4488

c) El torque es negativo cuando se produce

valores de 6.9064

veces el nominal.

el régimen tran-

sitorio de frenado por inversión de fases.

4.1.3» Resultados del frenado dinámico

Los resultados medidos en el osctLlograrna de la fo

to 9 son comparados con los calculados en

muestran en el gráfico 17, donde se puede

si gráfico 11 y se

apreciar que las

variables comparadas son aproximadamente iguales y la mínima

diferencia- existente se puede justificar a

tos resultados se prueba una vez más la bondad de la simula-

ción digital para representar el fenómeno

plenitud, con es-

transitorio real.

Como en los casos anteriores, la tabla 12 muestra

los valores máximos de las corrientes y tcrgues transitorios

calculados en\l frenado dinámico con diferentes ángulos de

desooneX/ión y\voltajes reducidos de D.C.

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175

TABLA 12

RÉGIMEN TRANSITORIO DE FRENADO DINÁMICO DEL

MOTOR DE INDUCCIÓN CON ROTOR BOBINADO

\

(gradoselectri^eos) -

30°

60°

90°

180°

270°

(gradoseléc -trieos)

0C T

Vr= 0.136741 p.u.

Imáx pu t

1.0915

0 . 9 9 9 2

0.9380

0 , 9 7 2 8

1.0915

0.9728

TernáxPu*

-0.1478

-0.1171

-0.083

-0 .0966

-0.1478

-0.0966

2V^= 0.273482 p.u

Imá>

2.1¡

1.8£

1.9C

1 9'

2.1

1.9

cpu.

Í54

73185

715

'.54

715

Temgx pu.

-0.5236

-0 .3902

-0.3426

-0.3926

-0.5236

-0.3926

En esta tabla se puede apreciar que tanto la

nitud de la corriente como del torque varían con los angu-

las de desconexión y voltajes probados, los valores máxi-

mos de corriente cuando más llegan a 2,1254 veces la nomi^

nal mientras que los de torque alcanzan hasta 1.0915 ve -

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ees la nominal y son negativos

4.2, RESTRICCIONES

Este programa digital que calcúlalas variables

. 176

transitorias del motor de inducción en las operaciones de

reconeOc/ión tiene las siguientes restricciones.

Iv Fue dir-eñado para investigar el comportamiento ..tran-

sitorio de las operaciones de recone^ión de una má -

guiña de inducción trifásica.

2, El sistema de referencia arbitrario se

tator de la máquina„

•• 3. Todos los parámetros y variables de la

referidos al estator y en por unidad.

fijo en el es-

máquina están

4. En todos los casos analizados se considera que el ro-

tor esta cortocircuitádo.

5. Para esta investigación se considera a la máquina

randq en vacío (sin carga conectada al eje) *

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. 177 .

6, La velocidad-rotacional de la máquina es variable duranN

[/ ] te la operación transitoria.

7. El programa digital realiza los cálculos en variables

octogonales (q/d) y presenta los resul

de fase (ar b,c).

:ados en variables

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o oo i — ,•

o :s m co

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4,3, CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4 o 3.1. CONCLUSIONES

Al finalizar la presente investigación es conve

179 .

niente hacer las siguientes conclusiones er

dio realizado en las secciones 4 „! ,1r 4.1.

1. Las corrientes y torques del frer

sión de fases son los más severos

nado dinámico los menos severos*

base al estu-

2. y 4.1.3.

ado por inver-

y los del fre-

C

Los transitorios de la reconectan a la misma

fuente se atenúan rápidamente y los del frenado

por inversión de fases lo hacen lentamente.

El sentido del torgue es negativo en todos los -

casos que se han considerado.

La diferencia que existe entre lo medido y calcu_

lado se debe a posibles errores cometidos en la

medición de los parámetros de la

consideraciones hechas al idealizar el modelo

que representa a la máquina real

máquina o a las

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9.

10

OlíLos transitorios de la reconeQG;i

te, frenado por inversión de fase

mico se calcularon utilizando el

mático desarrollado pero cambiand,o

iniciales en cada caso.

. 180 .

a la misma fuen

s y frenado dina-

mismo modelo máte-

las condiciones

Los resultados obtenidos en los ejemplos de aplica-

ción mediante la solución numérica son aceptables

como se ha demostrado al comparadlos con los medi

dos experimentalmente.

Es posible determinar todas las

quina a partir de sus parámetros

ción digital.

variables de la rná-

mediante la simula

Se ha demostrado también que el

ideal usado en la teoría para la

es satisfactorio y se ajusta bieip.

lo tanto su validez está comprob

modelo matemático -

simulación digital

a la realidad por

aaa

Para la simulación dig'ital la máquina en todos ios

casos fue conectada en estrella.

La simulación digital como se ha comprobado con an-

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terioridad permite realizar una evaluación cabal

del funcionamiento de la máquina

ci'l, rápida y confiable, de este

conseguir una información útil para seleccionar e_

quipos de protección, diseñar circuitos de control

y aún más para mejorar algunos diseños de los com-

ponentes eléctricos y mecánicos de la máquina.

. 181 .

de una manera

modo se puede

4.3.2. RECOMENDACIONES

Muchas inquietudes han surgido al concluir este -

trabajo de las que se pueden recomendar las siguientes:

1. Utilizando este programa digital

sitorios de las operaciones de

tando el motor de inducción de

delta, además aprovechando los

logramas determinados en el

un análisis similar al de la

do el motor de inducción jaula de:

lia y en delta, establecer

cias.

recone

rotor

capítulo

sección

semejanzas

2. Introducir él efecto de la saturación a partir del

calcular los tran

conec -

bobinado en

parámetros y osci -

II realizar -

4.1. conectan_

ardilla en estre^

y diferen -

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. 182

3.

4.

5.

c

modelo matemático ya desarrollado.

..Adaptar este modelo matemático para estudiar el

• comportamiento transitorio en las operaciones de

\n del motor de inducción trifásico con

^ carga conectada al eje.

Adaptar el modelo matemático para

los transitorios en la recone^ión

fásicos y monofásicos.

el estudio de

de motores bi

Estudiar la posibilidad de controlar el disparo

de los ángulos de desconexión y recone^ción me-

diante elementos semiconductores de potencia con

el fin de evitar los transitorios más severos.

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A P E N D I C'E ' A

DESCRIPCIÓN DEL METOD'O DE ELDE GAUSS

IMINACION

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DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO DE ELI

DE GAUSS (*)

El método cíe eliminación de Gau

ecuaciones complejas (1-111) de estado es

184

INACIÓN

s resuelve las

able*

En general un sistema de n ecuaciones lineales

simultáneas es representado por :

n

p. . X . = b.L

Donde

, 2, ...., n

La forma más común de representar este sistema

para la computación es :

(A-l)

p . . X . = p . ^^13 3 i, n+1

'.*) Referencia 16

(A-2)

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Donde:

i ~~ JL f ^ f • » • n f

La idea básica de este método es transformar la

matriz p. . en una matriz tria.ngular superior, mediante u~

na serie de operaciones en las filas y colimnasr luego to_

dos los elementos bajo la diagonal son iguales a cero,

por lo tanto la última ecuación tendrá una

(X ) que puede ser fácilmente obtenida, lan

tiene tan solo 2 incógnitas (X y X ,), sustituyendo lan n _L

primera incógnita (X ) que ya es conocidan

n-1, se obtiene la otra incógnita (X ,) yn

estantes.se puede determinar todas las incógnitas r

Los nuevos valores p.. de la matriz triangular•'-J

sola incógnita

ecuación n-1

la ecuación

asi sucesivamente

superior son

k

k-1p

Pk-1

kjPkk

Donde:

K = 1, 2, .„. n-1

r n

(A-3)

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. 186 .

Los nuevos valores b. de los términos independieni —

tes son:

k-1

k-1Pkk

Donde:

K, — -í-f " f « • • / 1 i~"JL

i? j = k -t- lf .. . f n

bk-1k (A-4)

Finalmente, los valores de las incógnitas vienen

dados por;

n

x, - -T-T ( b-i i—_LP

Donde;

p X.)D

i = n, n~l, n~2, ..* r 1

X. ; representa las incógnitas de las corrientes

de fase.

(A-5)

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% 187

p. . ; son los coeficientes dados por los parámetros cíe la má13

quina, y,

b. : son términos independientes que representan voltajes

Este método es aplicable cuando la matriz que con

tiene los coeficientes p.. de las incógnit s, no es una ma-13

triz singular.

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A P ' E N D ' I C E E'

DIAGRAMAS DE FLUJO

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B.l

BLOQUE AInicio

Lectura de los datos

.189.

Pare Fin

Calcular: VVXrrrXmg' A( i )yB (i)

Imprimir los datos

BLOQUE B

Calcular las corrientes de estado estable porel método de eliminación de Gaussj,

Imprimir "La Matrizp (ifj)es singular"

• Imprimir :ías corrientesde estadoángulos de defasaje.

BLOQUE C

Calcular las condiciones inicialtar. ,

es al desconec

Corregir las variables en la desconexión

Derivar e integrar las ecuaciones diferencia -les de la desconexión por el método de Range-Kutta de cuarto orden

Calcular las variables en cada

1paso integrado

Imprimir a almacenar los resultados

unt ~ td

Calcular las condiciones iniciales para reconéctar«

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continuación

BLOQUE D

r

.190

1_Corregir las variables en la

BLOQUE _E_

Derivar e integrar las ecuaciones diforencíales de la máquina por el método de RurTge Kutta de cuarto orden.

BLOQUE F

Calcular las variables en cada paso inte-grado

Imprimir o almacenar los resaltados

IBLOQUE G

_J

J1

SUBRUTINA PLOT

Graf icar : corrien_tes y torque

KLMJ¿¿

SUBRUTINA PLOT

Graficar: voltajey velocidad

B.l DIAGRAMA DE FLUJO PRINCIÍAI

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B.2. BLOQUE A

Imprimir títulos

Leer los parámetros P(i,j) de lamatriz compleja en por unidad

Leer los ángulos de desconexióny de recone^Ción en grados eléctrieos y número de polos.

Leer el paso de integración , tiempo final y constantes de multipli-cación.

.X"Leer los indicadores del programa,

Leer el número de variables y fac -tores .de escala de las abscisas yordenadas.

Calcular W y W,

. 191

/fLeer los parámetros y datos generales de la máquina en por unidad

Pare Fin

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continuación

Al

, 192

Calcular : X'* y X - X ., en porrr -1 mq rad K

Calcular los coeficientes A(i) y Bpor unidad

unidad

(i) en

Imprimir los parámetros y datos generalesde la máquina en por unidad*

Imprimir los parámetros P(i,j) de La matrizcompleja en por unidad.

Imprimir los ángulos de desconerlXáon y re-cone^dón en grados eléctricos y e|l numerode polos. .s—

Imprimiré! paso de integración r tiempo fi-nal y constantes de multiplicación.

Imprimir los indicadores del programa.

Imorimir el número de variables y factoresde escala de las abscisas y ordenadas

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B.3. BLOQUE B

Sum (O.r 1J

m = n + 1

Do 15 i = 2fn

Do 15 j = i,n

mb = n-i +1

Do 18 l=i,n

§0

193

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... continuación

o

Do 21 Kl = K.m

\o Temp = P(1,K1)

me = mc+1

P (K,K1

_^ »

P(KfKl)

3

Q = PC3 /i-1)/ P(i-l, i-1)

ii = i - 1

Do 15 K2 = ii, m >

P(j,K2) - P(j-rK2) - Q*P(i-lfK2)

19

0^

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continuación

"La Matriz: P(ir j)es singular" ^ m2= n-j+1

P(m2rm) = P(m2,m)-Q*P

Do 25 i = l,n

JsLXX = P(irra)/P (i,

(m2fk)

i)

Rest = XX 'Suru

* 195

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continuación

Are == XX

Aira = -Rest

PT ( T} —x_. ,I~ \- / XX

= Datan 2 (Aimr Are)

TT (I) = 57.2958* 0

Do 300- i = 1,2

CI (I)f rf (I)

Títulos para ladesconexión

. 196

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• 197

B.4 . BLOQUE C

TI = O

iK = 0

KL =0

T r ( l ) / 5 7 . 2 9 5 87 T ( 2 ) / 5 7 . 2 9 5 8

31=

Y2 =

3/57.2958

31 + FI1

91 + FI2 '

"qsl

-dsl. ^"qrl

- CKDcosCY^

= -CI{l)sen(Y1)

= C I ( 2 ) c o s ( Y 2 )

= - C I ( 2 ) s e n ( Y 2 )

V

"qr2

"dr2

— j. -,-- Tqsl qrl

qs

Jds

v i* * •Xm 1qr2

X i^ om dr2v" -f "A X -^r qr2

x" i^ or dr2

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.continuación

i - B < 1 )qs

ds

iqr = B ( 3 >

i^r = B ( 3 )

\¡) - B ( 2 )

*ds " B ( 2 )

^ ~ B ( 2 )

*/ - B ( 2 )rdr

,,¥qr

^ dr

*q/s

^ds

í - i íqr dr Tar qr

A (5.)

RSI(l) :

RSI(2) = i

-qr

dr

qs

^ds

= X RSI(l)m := X RSI(2)

= X'RSI(l)

= X"RSI(2)

<—

V

qsc

i,dsc

qrc

: - B(3)f;drc dr

198

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continuación

-ec gr drc rdr qrc

J¿LWre = W , - Hx(T -T }rl ec e

A (5) =

TSI(l) = W * { - A ( 6 ) R S I ( l ) + A ( 5 ) R S I ( 2 )

TSI(2) = W " { -A(5)RSI(1) -A(6)RSI(2)

SÜBRÜTINA RKUTTA

Integra las ecuaciones diferencialesde la desconeX^n

*gsU) _d,s

^^ygrü^,rdr

= Xm~ x

m- X"r= X"r

RSI

RSI

RST

RSI

(1)

(2)

(1)

(2)

Mr

" - B ( 2 ) | Jgr rgs" - B(2) i ( ; ,

r

. 19!

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.„. continuación

T .el Tqr drrdr qr

W 0 = W T • -Hx(T --Tr2 rl el e

1

A(5) = W.r2

Vds = Xm *SI(2)/We

. 200

Resultados de ladescone- 6.i6n

Almacenarde corrieila desconí

los resultadosite y torque deiOC-ión

Almacenar los resultadosde voltaj s y velocidadde la desconexión

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continuación

v = v, H- 2 vqs 1 -^ m

v ~ vds 2

v = v /3os m

. 201

« = /S7.29

CALL TRANS 2

^Kl

1= ( +60}/5

^7 . 2 9

^

«^ 757.29

v =v^+V eosgs 1 m

V-, + V COS («-. )1 m 1

1

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(N O CN

03 IO»

CQ

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SUBRUTINA RKUTTA .

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continuación

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205

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Almacenar lode corrientela reconeOci

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B.8. BLOQUE G

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no

no

Leer e imprimir títul

SUBRÜTINA PLOT

Dibujar: Corrien-tes y Torgue

Do Jx = 1,3

i

ps

Leer e imprimir títulos

SUBRÜTINA PLOT

Dibujar: voltajesy velocidad

. 206

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207

B.9 SüBRÜTIWA RKÜTTA

Suforutina RKutta

Paso 1

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Paso 2

Paso 3

Do 6 j = 1, nn

2-08 .

Z(j) = DSI(j)Y(j) = PSI(j)PSI(j) - Y(j)+ Si DSI(j

2

Do 8 j = 1, nn

PSI(j)2 DSI(j)+ HI DSlCj)

2

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Paso 4

Paso 5

"X.9 j = 1, nn

Z(j) = Z(j) + 2 DSI(j)PSI(j)=Y(j) + HI*DSI(j)

Hx= KI/2H

Do 9 j =,1, nn

. 209

PSI(j) - Y(j) +' {Z(j)+ DSI(-\HIine~

Hx = HI/2H

Retorne

Pin.

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.210

Subrutina Plot B.10 SUBRUTINA

Do 99 i= 1,101

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Do 101 i<L,ll

10i-110+ns

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Do 120 -} = 1,9

Line (nd) = JN

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continuación

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Line (101) == JJ? :

211

Do 160 i=

Vxns ™ ns

JA= Y(ifn)H-101f49999-xns

Line(JA)=JL(i)

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continuación

Do 190 i= 1,101

212

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213 .

B.ll Subrutina Trans 1

Subrutina Trans 1

V

as qsL, =-0.5i - 0.866 i-bs qs dsL =<-0.5i -f 0.866 i,es qs ds

Retorne

Fin

B.12 Sub- rutina Trans 2

Subrutina Trans 2

v = v + vas qs os

i/v"bses

Retorne

Fin

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B.13 Subrutina Trans 3

. 214

Subrutina Trans 3

v = vas qs

v, =-0.5v - 0.866 v,.bs qs asv =-0.5v + 0.866 v,es qs as

Retorne

Fin

B.14 Subrutlna Trans 4

Subrutina Trans 4

asX,

i~cs

X

O

O

Retorne

Fin

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A P É N D I C E . C

LISTADO DEL PROGRAMA DÍGI

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216

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A P É N D I C E D

MANUAL DEL PROGRAMA DIGl 7\

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MANUAL DEL PROGRAMA DIGITAL

,232

D,l, NOMENCLATURA

En el desarrollo del programa digital se ha

empleado la siguiente nomenclatura:

1. VARIABLES DE ENTRADA

SÍMBOLO

XLS

XLR

XZ í

RS

RR

VM

H

WR

TD

FB

P(IrJ)

DELTA

DESCRIPCIÓN

Reactancia de dispersión del estator en

pu.

Reactancia de dispersión del rotor en p.u

Reactancia mutua en p.u

Resistencia del estator en p.u

Resistencia del rotor en p.u

Voltaje máximo de la fuente en p.u.

Constante de inercia en

Velocidad rotacional en

Tiempo de desconexión

Frecuencia de la red en

Parámetros del circuito

estado estable en p.u.

Ángulo de

eos.

segundos

rad ./seg.

;n seg

Hz.

equivalente de

en grados

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SÍMBOLO

ALFA

POLOS

HI

TF

CMC

CMT

CMWCMV

IJK

JKL

KLM

LMN

. 233.

DESCRIPCIÓN

Ángulo de recone£X£LÓn en grados eléctricos

Número da -Polos de la máquina

Paso de integración en segundos

Tiempo final en segundos

Constantes de multiplicación

los resultados de corrientes

jes de fase, torgue y velocid

Indicador: calcula las condi

para graficar

de fase, volta-

ad rotacional

:iones inicia -

les, corrige variables y. determina en cada

paso integrado las variables

la recone>^crl6n a la misma fuente si es cero

(0) en el Frenado por inversilón de fases si

es (1) y en el Frenado dinámi

Indicador: si es (0) imprime

en forma de tablas y si es C

gráfica los resultados.

Indicador: si es (0) almacene

de voltajes en

co si es (-1)

los resultados

almacena y

y gráfica las

variables de corrientes, torque, voltajes y

velocidad rotacional y si es

gráfica solo las variables de corrientes y

torgue.

Indicador: En el frenado por

ses conecta la máquina en estrella si KLM = O

y en delta si KLM- = 1.

(1) almacena y

inversión de fa

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SÍMBOLO

NVCNWNVT•NVW

MXC

MXV

MXT

MXW

LYC

LYV

LYT

LYW

N

NN

.234

DESCRIPCIÓN

Número de variables de corrientes de fase

voltajes de fase, torgue y velocidad rota

cional a graficarse simultáneamente.

Factores que controlan la escala

de abscisas de las variables

de fase, voltajes de fase, topcque y veloci

dad rotacional

Factores que controlan la ubi

ro en el eje de las ordenadas

:acion'del ce-

de las varia-

de corrientes dejase, voltajes de fa-

se, torque y velocidad rotacional.

Número de ecuaciones complejas del estado es_

table y 'ecuaciones diferenciales de la des -

Número de ecuaciones diferenciales de la má

quina,

2. VARIABLES DE SALIDA:

Corrientes de fase de estado

tor y del rotor en p.u.

de corrientes

estable del esta

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SÍMBOLO

PHI(I)

TI

CÍASCIBScíesVASVBSVCS

TE1TE 2WR2WR3

esV

T

•w

DESCRIPCIÓN

Ángulos de fase de las corrie

estable en grados eléctricos

Tiempo en segundos,

Resultados de las corrientes

fase del estator en. por unic

.235.

ites de estado

r voltajes de

ad que son im-

presos en forma de tablas durante la desco-

neQt;ion y recone¡">6i6n.

Resultados de torque y velocidad rotacional

en por unidad que son tabu.lao.os durante la

desconexión y reconer^ión.

Arreglos bidimens loríales parla almacenar corrientes y voltajes d'e fase,

cidad rotacional en por unidjad para luego

grafizarlos.

torque y velo-

D , 2 , FORMA DE P R O P O R C I O N A R LOS DATOS AL PROGRAMA D I G I T A L

Todos los datos están en por unidad a excepción

de la constante de inercia, tiempo de desconexión, tiempo

final y paso de integración que están en segundos la fre -

cuencia se da en Hertz, la velocidad rotacional en rad.

y. los ángulos de desconexión y

dos eléctricos . La forma en que están suministrados los

611 se dan en ara"

tos se muestra en el esquema D.2.1. y D.

continuación.

2.2. presentado

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A ? E N D I C E • E

CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPO UTILIZADO

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.239.

CARACTERÍSTICAS DEL EQUIPOUTILIZADO

Las características del equipo utilizado en las di

ferentes pruebas de laboratorio realizadas

pltulo se dan. a continuación:

1. Motor de Inducción Trifásico de

Marca: CETEL BRUXELLES

Tipo: S611

Numero: 17

Coneccións A/Y

Voltaje: 220/380..voltios

Corriente : 7./4.04 amperios

Potencia: 3.5 H.P

Frecuencia: 60 Hz/

Número de Polos: 4 polos

Rotores -.Bobinado y jaula de ard

1 Motor' D.C.: Conectado en paralel

Marca: CETEL BRUXELLES

Tipo: 3611

Número: 4 ,

el segundo ca~

otor removible

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240

Voltaje: 110 voltios

Corriente: 22.7 amperios

Potencia: 3 HP

Número de polos: 4 polos

1

Variac Trifásico

Marea: Powerstat

Tipo: 136B-3

Voltaje de entrada: 240 voltios

Voltaje de salida: 0-280 voltios

Corriente; 22 amperios

Frecuencia: 50 Hertz

Potencia: 10.7 KVA

Puente de Wheatstone

Marca: YEW

Tipo: L3

Rango: 1 m Q - 10 M ñ

Estroboscopio

Marca: General Radio Company

Tipo: 1531

Rango: 110-25000 R.P.M.

Tacómetro Generador A.C.

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. 241

Marca: YEW

Tipo: 2611

Osciloscopio

Marca; TEKTRONIC

Tipo: 564B Storage oscilloscopo

with auto-erase

Numero éte canales: 2 canales

Cámara Fotográfica

Marca: TEKTRONIC

Tipo: C12 Polaroid

Fotografía empleada: Polaroid 107

Vatímetros de bajó factor de potencia

Marca: YEW •

Tipo: 2041

Factor de' potencia: 0.2

Rango de voltaje: 120-240 voltios

Rango de corriente: 5-25 amperio

Clase: 0.5

Transformadores de corriente

Marca: Norma

Rango: 50 - 25 ~ 10 - 5 amperios

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Voltímetro de hierro móvil de A.C

Marca: Norma

Rango: 65-130-260 voltios

Clase: 0.5

Amperímetro de hierro móvil de A.

Marca: AEG

Rango: 0 . 6 - 1 . 2 - 3 - 6 amperios

Clase: 0.5

Contactores:

Marca: AEG

SErie: LS36/L44 TKS

Tensión nominal de accionamiento:

60 Hertz

. 242

. y D.C,

y D.C,

•20 voltios,

Pulzantes:

Marca: KLOCKNER - MOELLER

Tipo:' AC 11

Rango de voltaje: 220 - 380 - 500 voltios

Rango de corriente: 10-8-5 amperios

Voltaje de aislamiento: 600 voltios

Corriente nominal térmica: 10 amperios

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11

Reostatos de 3.3^ calibrados en 3

, 243.

ti para llevar

la señal de corriente al oscilosaopio

Reostato' de 4,050 ti para llevar

taje al osciloscopio

Reostato de 10 ti para controlar

tinua en el frenado dinámico.

Puente Rectificador de onda

construido con:

la señal de vol

la corriente con

completa

Diodos de silicio de 5 amperios ¡y 1000 voltios

Capacitor de 10 uF, y

Reostato de 25 K ti

Calibrador

Marca: Cenco/

Capacidad: 150 mm

Apreciación: 0..10 mm

Cronómetro

Marca: Omega

Capacidad: 30 segundos

Apreciación: 0.10 segundos

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. 244

Regla con índice corredizo

Capacidad : 100 cm

Apreciación: 0.5 mm

Juego de Pesas

Marca: OHVS

Hilo de nylon o de Pescar

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B I B L I O G R A F I A

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.246.

B I B L I O G R A F Í A

SMITH, I,R, and S.Sriharan; "Induction- Motor Res-

witching Transiénts11 , Proc. I.E.E. 1967 ,114 (4)

pp 503-509

THALER, G.J. y M.L. Wilcox: "Máquinas

la. ecU Limusa, Méxicor 1974

Simulation3. KRAUSE, P.C. and C.H. Thomas: "Si

Induction Machinery" r I .E'.E.E.

Apparatus and Systemsr Vol PAS

• 1053. -November 1965

Eléctricas"f

of Symetrical

f Trans.Pov/^er

-84, (11). pp 1038

4 FIT2GERALD, A.E., C. Kingsley, Jr. andA.Kusko: "Elec

trie Machinery" 3d. ed. Mc.Gr

Ltd., Japanr 1971.

5. TOAPA.NTA, M. "Estado Transitorio del

ción", E.P.N. Quito, 1977.

6. SEELVr S.: "Electroluechanical Energy

w~Hill Koga-kusha

Motor de Iiiduc -

Conversión"f

Mc.Graw-Hill Book Company, In . N.Y.f 1962.

Page 245: ESCUELA POLITÉCNIC NACIONAA L - EPN: Página de iniciobibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/5974/1/T899.pdf · Cálculo del Momento de Inercia a) ... pruebas de laboratorio,

.247.

7. ADKINS, B. : "The General Theory of Eleetrical Machines"

3cU ed., Chapman and Hall Ldd.,

8. LIWSCHITZ- GARIK, M, and C.C. Whipple:

corriente alterna", ed. C..E.C.S

9. CHILIKINf M: "Accionamientos Eléctrico

cu, U.R.S.S., 1972

10. BECK, C.D. and R,G. Rhudy,': "Plugging

tor", I.E.E.E., Trañs Industry

cationsf vol. IGA-6, (1)r pp. 1

Londonr 1972.

"Máquinas de

-A. r México,1976

", ed. M.I.R. Mos

and Induction Mo-

and General Appli-

0-18, 1970,

11. LA PIERRE, W. and N. Metalas: ".D.C. Dynamic Braking of

Squirrel- Cage Induction Motor'

vol 72r pt. IIIf pp. 981-986, Oct. 1953

12. ALMEIDAf J.: "Métodos para determinar

r A.I.E.E, Trans

los Parámetros del

Circuito Equivalente de la Máquina de Inducción",

EPN, Quito, 1980.

13. Prácticas del Laboratorio de Física:

ción" EPN, Quito, 1980.

'Movimiento de Rota-

Page 246: ESCUELA POLITÉCNIC NACIONAA L - EPN: Página de iniciobibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/5974/1/T899.pdf · Cálculo del Momento de Inercia a) ... pruebas de laboratorio,

14. Kee Chang Leong: "Speed Control of Twin Stator Induc-

tion Motor"r Posgraduate School of Electrical

and Electronic Engineering University of Brad-

ford, Msc. dissertation 1978.

15. CARNAHAN, B.L. and H.A. Wilkersf Jr. :

cal Methods",. Ed. John Wiley

1969.

Applied Numeri-

ana Sons, Inc. N.Y,

16. PEIKARI, B.: "Fundamentáis of Network Analysis and Syn

thesis", Prentice- Hall, Inc. N J., 1974.

17. POVEDA, M. "Apuntes de clases de máquinas eléctricas

II", EPN. Quito, 1978

18. PRACTICAS DE LABORATORIO DE CONTROL II

Ing. Eléctrica, Quito, 1977.

DUSTRIAL, E.P.N,