Factores Clave que Determinan la Velocidad en Motores de Inducción

Factores Influyentes en la Velocidad del Rotor

El deslizamiento en una máquina eléctrica es la diferencia relativa entre la velocidad del campo magnético (velocidad de sincronismo) y la velocidad del rotor. El deslizamiento es especialmente útil cuando se examina el funcionamiento del Motor Asíncrono, ya que en este tipo de motores estas velocidades son distintas.

El voltaje inducido en el bobinado rotórico de un motor de inducción depende directamente de la velocidad relativa del rotor con relación a los campos magnéticos.

Cálculo del Deslizamiento

Las siguientes expresiones son equivalentes para hallar el deslizamiento:

Donde:

• s: Velocidad de deslizamiento (expresada con base por unidad o en porcentaje).
• ω_s: Velocidad angular de sincronismo en radianes por segundo.
• ω_r: Velocidad angular del rotor en radianes por segundo.
• n_s: Velocidad angular sincronismo en revoluciones por minuto (RPM).
• n_r: Velocidad angular del rotor en revoluciones por minuto (RPM).

Es posible expresar la velocidad mecánica del eje del rotor, en términos de la velocidad de sincronismo (velocidad del campo magnético) y del deslizamiento.

Control del Voltaje de Línea y su Impacto

Relación entre Par y Voltaje

El par del motor de inducción, bajo condiciones de arranque y de marcha, varía con el cuadrado del voltaje aplicado al primario del estator. Para una carga determinada, reducir el voltaje de línea provocará una reducción del par con el cuadrado de la reducción del voltaje de línea, y esta reducción del par resultará en un incremento del deslizamiento.

Limitaciones del Control por Voltaje

Aunque reducir el voltaje de línea y el par como método para incrementar el deslizamiento servirá para controlar la velocidad hasta cierto grado en motores monofásicos de fase partida, particularmente, y en motores de inducción pequeños, en general, resulta ser el método menos satisfactorio de control de la velocidad para motores polifásicos. Esto se debe a que el par máximo a la mitad del voltaje nominal es solo un cuarto del par a dicha tensión nominal.

Por lo tanto, no es posible obtener el par nominal, ni siquiera la mitad del mismo, porque la velocidad del motor disminuye rápidamente y este se detiene antes de que pueda desarrollar el par nominal.

Condiciones para la Aplicación Exitosa

Entonces, para que este método funcione, es necesario que el par de carga se reduzca considerablemente a medida que se reducen el voltaje y la velocidad en el estator. Por lo que funcionará de forma aceptable en un motor parcialmente cargado.

Aplicación Práctica

Si una carga tiene una característica par-velocidad como la mostrada en la figura (Nota: la figura no está incluida en el texto original), la velocidad del motor puede ser controlada en un rango limitado, variando el voltaje de línea. Este método de control de velocidad se utiliza a veces para manejar pequeños motores de ventilación.