Frenado por Inyeccion de Corriente Continua en motores trifasicos

27 Junio 2012

Este procedimiento de frenado se obtiene separando el motor de la red de corriente alterna y conectando dos bornes de su estator sobre una fuente de corriente continua. Siguen siendo válidas todas las consideraciones expuestas sobre este mismo tema y referidas a los motores de rotor en cortocircuito. Pero, además, sucede que los motores con rotor bobinado  permiten, entre ciertos límites, elegir la velocidad más apropiada para un par de frenado determinado.

La potencia disipada en forma de calor en las resistencias rotóricas es moderada. Si se tiene en cuenta que un frenado a contracorriente, la potencia rotórica durante el frenado y que debe disiparse, es prácticamente igual a la potencia nominal del rotor, advertiremos que en el frenado por inyección de corriente continua, las dimensiones de las resistencias rotóricas pueden redu cirse considerablemente, lo que significa una importante ventaja en este procedimiento de frenado.

Generalmente, el valor de la intensidad de corriente continua inyectada al estator, está determinada por las condiciones más desfavorables, es decir, motor caliente y tensión de la red a su más bajo valor.  Por lo tanto, resulta una sobreintensidad cuando el motor está frío y la red sometida a sobretensión.

Cuando se trata de mando manual, es aconsejable prever un dispositivo temporizador, que corte el frenado después de un tiempo predeterminado. En efecto, si el dispositivo de maniobra se dejara indefinidamente en posición de frenado, el motor y su fuente de corriente sufrirían un calentamiento excesivo, que podría conducir a su destrucción; ninguna circunstancia revelaría este peligro, ya que la máquina permanecería en reposo.

 

FRENADO POR AUTOEXCITACIÓN DE CORRIENTE CONTINUA

En el frenado por inyección de corriente continua el estator actúa como excitatriz y el rotor como alternador. Parece convenient e utilizar esta tensión rotórica alterna y rectificarla para alimentar al estator, realizando de esta forma un frenado por autoexcitación.

Siguiendo este procedimiento de frenado se ha diseñado el esquema de la Fig. 5.17, que corresponde a un equipo de elevación con frenado durante el descenso y que permite una velocidad reducida y estable. El rectificador debe soportar permanentemente una intensidad de corriente rotórica próxima a la corriente nominal del motor, con importantes puntas de corriente y de tensión en los momentos de cambio de acoplamiento.

En ascenso o en descenso lanzado se cierra el contactor c2 y el motor arranca en el momento de la puesta bajo tensión de c1 (ascenso) o de c11 (descenso); las resistencias rotóricas se cortocircuitan progresivamente por medio de los contactores c21 a c24.

En descenso frenado, los contactores c1  y c11 están en reposo; el motor está desconectado de la red, el contactor c2 está abierto y las resistencias de arranque están desconectadas del circuito. Los co ntactores c3 y c31 unen el rotor con el estator, a través del equipo rectificador, permitiendo de esta forma  un autocebado del sistema de frenado. Para facilitar y acelerar el cebado un pequeño transformador TR suministra una corriente de aportación. Una resistencia R1 limita la corriente y protege el transformador en caso de fluctuaciones de la tensión rotórica.

Las resistencias shuntadas por c32, c33 y  c34 permiten regular la velocidad deseada durante el frenado. Si el motor funciona a par constante, las intensidades de corriente estatórica y rotórica son también constantes. A un aumento de la resistencia de frenado corresponde una elevación de la tensión rotórica y la velocidad de régimen.

Las ventajas de este procedimiento son importantes. En primer lugar se puede obtener una velocidad de frenado lenta, de valor inferior a la décima parte de la velocidad nominal e independiente del par de arrastre. Las velocidades intermedias tienen también una estabilidad muy aceptable. Para pequeños pares de arrastre, el motor arranca sin lanzamiento previo, además, el par desarrollado al principio del frenado del motor lanzado es muy importante, porque la tensión rotórica es muy elevada. Esta precaución está automáticamente asegurada por el presente equipo de forma independiente de la maniobra del operario.

Esquema explicativo de un equipo para el frenado por autoexcitación de corriente

continua, de un motor trifásico asíncrono, con rotor bobinado

 

Finalmente, las corrientes en el estator y en el rotor no son elevadas y se ajustan al valor del par de arrastre que se pretende equilibrar. Para utilizar el frenado por autoexcitación en un motor con rotor bobinado, es necesario que las corrientes nominales esta tóricas y rotóricas sean comparables. A veces resulta ventajoso invertir el funciona miento, es decir, rectificar la corriente estatórica si esta es elevada e inyectarla al rotor. Los resultados obtenidos son totalmente comparables.

 

 

 

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José Carlos Villajulca

Soy un apasionado ingeniero especializado en Control, Automatizacion e Instrumentación Industrial. Con mas 8 años de experiencia desarrollando proyectos y manteniendo sistemas de control en diversas plantas industriales. Soy director y webmaster de InstrumentacionyControl.NET y de MyAutomationClass.com. Cualquier consulta o comentario lo puedes hacer en la parte de abajo y escribiendo a mi email.

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