La historia de los motores eléctricos se remonta a 1820, cuando Hans Christian Oster descubrió el efecto magnético de la corriente eléctrica, y un año después, Michael Faraday descubrió la rotación electromagnética y construyó el primer motor CC primitivo.Faraday descubrió la inducción electromagnética en 1831, pero no fue hasta 1883 que Tesla inventó el motor de inducción (asíncrono).Hoy en día, los principales tipos de máquinas eléctricas siguen siendo los mismos: CC, de inducción (asincrónica) y síncronas, todas ellas basadas en teorías desarrolladas y descubiertas por Alstead, Faraday y Tesla hace más de cien años.
Desde la invención del motor de inducción, se ha convertido en el motor más utilizado en la actualidad debido a las ventajas del motor de inducción sobre otros motores.La principal ventaja es que los motores de inducción no requieren una conexión eléctrica entre las partes estacionarias y giratorias del motor, por lo tanto, no requieren conmutadores mecánicos (escobillas) y son motores libres de mantenimiento.Los motores de inducción también tienen las características de peso ligero, baja inercia, alta eficiencia y gran capacidad de sobrecarga.Como resultado, son más baratos, más resistentes y no fallan a altas velocidades.Además, el motor puede funcionar en una atmósfera explosiva sin generar chispas.
Considerando todas las ventajas anteriores, los motores de inducción se consideran convertidores de energía electromecánicos perfectos; sin embargo, a menudo se requiere energía mecánica a velocidades variables, donde los sistemas de control de velocidad no son un asunto trivial.La única forma efectiva de generar un cambio de velocidad continuo es proporcionar voltaje trifásico con frecuencia y amplitud variables para el motor asíncrono.La velocidad del rotor depende de la velocidad del campo magnético giratorio proporcionado por el estator, por lo que se requiere una conversión de frecuencia.Se requiere voltaje variable, la impedancia del motor se reduce a bajas frecuencias y la corriente debe limitarse reduciendo el voltaje de suministro.
Antes de la llegada de la electrónica de potencia, el control de limitación de velocidad de los motores de inducción se lograba cambiando los tres devanados del estator de una conexión delta a una estrella, lo que reducía el voltaje a través de los devanados del motor.Los motores de inducción también tienen más de tres devanados en el estator para permitir variar el número de pares de polos.Sin embargo, un motor con múltiples devanados es más caro porque el motor requiere más de tres puertos de conexión y solo están disponibles velocidades discretas específicas.Otro método alternativo de control de velocidad se puede lograr con un motor de inducción de rotor bobinado, donde los extremos del devanado del rotor se colocan sobre anillos colectores.Sin embargo, este enfoque aparentemente elimina la mayoría de las ventajas de los motores de inducción, al mismo tiempo que introduce pérdidas adicionales, que pueden resultar en un rendimiento deficiente al colocar resistencias o reactancias en serie a lo largo de los devanados del estator de un motor de inducción.
En ese momento, los métodos anteriores eran los únicos disponibles para controlar la velocidad de los motores de inducción, y ya existían motores de CC con variadores de velocidad infinitamente variables que no solo permitían el funcionamiento en cuatro cuadrantes, sino que también cubrían un amplio rango de potencia.Son muy eficientes y tienen un control adecuado e incluso una buena respuesta dinámica, sin embargo, su principal desventaja es la exigencia obligatoria de escobillas.
en conclusión
En los últimos 20 años, la tecnología de semiconductores ha logrado enormes avances, proporcionando las condiciones necesarias para el desarrollo de sistemas de accionamiento de motores de inducción adecuados.Estas condiciones se dividen en dos categorías principales:
(1) Reducción de costes y mejora del rendimiento de los dispositivos de conmutación electrónica de potencia.
(2) Posibilidad de implementar algoritmos complejos en nuevos microprocesadores.
Sin embargo, es necesario desarrollar métodos adecuados para controlar la velocidad de los motores de inducción, cuya complejidad, en contraste con su simplicidad mecánica, es particularmente importante en lo que respecta a su estructura matemática (multivariada y no lineal).
Hora de publicación: 05-ago-2022