Como podemos controlar a velocidade de um motor de indução trifásico?

Um motor de indução trifásico é basicamentemotor de velocidade constante, por isso é um pouco difícil controlar sua velocidade. O controle de velocidade do motor de indução é feito com o custo de redução de eficiência e baixo fator de potência elétrica. Antes de discutir os métodos para controlar a velocidade do motor de indução trifásico Deve-se conhecer as fórmulas básicas de velocidade e torque do motor de indução trifásico, pois os métodos de controle de velocidade dependem dessas fórmulas.

Velocidade síncrona

A velocidade do motor de indução é dada por,

Quando o rotor está parado, s é um.
Então a equação do torque é,

A velocidade do motor de indução é alterada do estator e do lado do rotor. O controle de velocidade do motor de indução trifásico do lado do estator é ainda classificado como:

• Controle V / f ou controle de freqüência.
• Alterando o número de polos do estator.
• Controlando a tensão de alimentação.
• Adicionando reostato no circuito do estator.

Os controles de velocidade do motor de indução trifásico do lado do rotor são ainda classificados como:

• Adicionando resistência externa no lado do rotor.
• Método de controle em cascata.
• Injetando freqüência de escorregamento no lado do rotor.

Controle de velocidade do lado do estator

• Controle V / f ou Controle de Freqüência

  Sempre que o suprimento trifásico é dado ao campo magnético rotativo do motor de indução trifásico é produzido que gira na velocidade síncrona dada por
  

  
  
  No motor de indução trifásico, a fem é induzida por indução semelhante à do transformador que é dada por
  
  
  
  Onde, K é a constante de enrolamento, T é o númerode voltas por fase e f é a frequência. Agora, se mudarmos as mudanças de velocidade síncrona de freqüência, mas com a diminuição do fluxo de freqüência irá aumentar e esta mudança no valor do fluxo causa saturação dos núcleos do rotor e do estator, o que causará aumento na corrente sem carga do motor. Então, é importante manter o fluxo, constante e só é possível se mudarmos a tensão. isto é, se diminuirmos o fluxo de frequência aumenta, mas ao mesmo tempo, se diminuirmos, o fluxo de tensão também decai, não causando alteração no fluxo e, portanto, permanece constante. Então, aqui estamos mantendo a razão de V / f como constante. Daí o seu nome é o método V / f. Para controlar a velocidade do motor de indução trifásico pelo método V / f, temos que fornecer tensão e frequência variáveis, que são facilmente obtidas usando o conversor e o conjunto do inversor.

• Controlando a tensão de suprimento

  O torque produzido pelo funcionamento do motor de indução trifásico é dado por
  

  
  
  Na região de baixo deslizamento (sX)2 é muito pequeno em comparação com R2. Então, isso pode ser negligenciado. Então o torque se torna
  
  
  
  Desde a resistência do rotor, R2 é constante de modo que a equação de torque reduz ainda mais a
  
  
  
  Sabemos que o rotor induzido emf E2 ∝ V. Então, T ∝ sV2.
  A equação acima esclarece que, se diminuirmosO torque da tensão de alimentação também diminuirá. Mas, para fornecer a mesma carga, o torque deve permanecer o mesmo, e isso só é possível se aumentarmos o escorregamento e se o escorregamento aumentar, o motor funcionará a uma velocidade reduzida. Este método de controle de velocidade é raramente usado porque uma pequena mudança na velocidade requer uma grande redução na tensão e, portanto, a corrente puxada pelo motor aumenta, o que causa o superaquecimento do motor de indução.

• Alterando o número de polos do estator:

  Os pólos do estator podem ser alterados por dois métodos

• Método de enrolamento do estator múltiplo.

• Método de modulação de amplitude de pólo (PAM)

• Método de Enrolamento de Estator Múltiplo

  Neste método de controle de velocidade de três fasesmotor de indução, nós fornecemos dois enrolamentos separados no estator. Esses dois enrolamentos do estator são eletricamente isolados um do outro e são enrolados em dois números diferentes de pólos. Usando um arranjo de comutação, de cada vez, o suprimento é dado apenas a um enrolamento e, portanto, o controle de velocidade é possível. As desvantagens desse método são que o controle de velocidade suave não é possível. Este método é mais dispendioso e menos eficiente, pois são necessários dois enrolamentos de estator diferentes. Este método de controle de velocidade só pode ser aplicado ao motor de gaiola de esquilo.

• Método de modulação de amplitude de pólo (PAM)

  Neste método de controle de velocidade do motor de indução trifásico, a onda mmf senoidal original é modulada por outra onda mmf sinusoidal com o número diferente de pólos.

Deixe f 1(θ) ser a onda mmf original do motor de indução cuja velocidade deve ser controlada.
f2(θ) seja a onda de modulação mmf.
P1 ser o número de pólos do motor de indução cuja velocidade deve ser controlada.
P2 seja o número de pólos de onda de modulação.




Após modulação resultante onda mmf



Então nós começamos, onda mmf resultante



Portanto, a onda mmf resultante terá dois números diferentes de pólos



Portanto, alterando o número de pólos, podemos facilmente alterar a velocidade do motor de indução trifásico.</ li>

• Adicionando Reostato no Circuito Estator

  Neste método de controle de velocidade de três fasesO reostato do motor de indução é adicionado no circuito do estator devido a esta voltagem cair. Em caso de torque de motor de indução trifásico produzido é dado por T ∝ sV22. Se diminuirmos o torque de tensão de alimentação tambémdiminuir. Mas para fornecer a mesma carga, o torque deve permanecer o mesmo e só é possível se aumentarmos o escorregamento e se o motor de aumento de escorregamento tiver velocidade reduzida.

Controle de velocidade do lado do rotor

• Adicionando Resistência Externa no Lado do Rotor

  Neste método de controle de velocidade da resistência externa do motor de indução trifásico são adicionados no lado do rotor. A equação de torque para o motor de indução trifásico é
  

  
  
  O motor de indução trifásico opera em uma região de baixo deslizamento. Em termo de região de baixo escorregamento (sX)2 torna-se muito pequeno em comparação com R2. Então, isso pode ser negligenciado. e também E2 é constante. Então a equação do torque após a simplificação se torna
  
  
  
  Agora, se aumentarmos a resistência do rotor, R2 o torque diminui, mas para fornecer a mesma cargao torque deve permanecer constante. Assim, aumentamos o deslizamento, o que resultará ainda mais na diminuição da velocidade do rotor. Assim, adicionando resistência adicional no circuito do rotor, podemos diminuir a velocidade do motor de indução trifásico. A principal vantagem deste método é que com uma adição de resistência externa, o torque de partida aumenta, mas este método de controle de velocidade do motor de indução trifásico também sofre de algumas desvantagens:
  • A velocidade acima do valor normal não é possível.
  • Uma grande mudança de velocidade requer um grande valor de resistência, e se um valor tão grande de resistência for adicionado no circuito, isso causará grande perda de cobre e, portanto, redução na eficiência.
  • Presença de resistência causa mais perdas.
  • Este método não pode ser usado para o motor de indução de gaiola de esquilo.

• Método de Controle em Cascata

  Neste método de controle de velocidade de três fasesmotor de indução, os dois motores de indução trifásicos são conectados em um eixo comum e, portanto, chamado de motor em cascata. Um motor é o chamado motor principal, e outro motor é chamado de motor auxiliar. A alimentação trifásica é dada ao estator do motor principal enquanto o motor auxiliar é derivado em uma freqüência de escorregamento do anel deslizante do motor principal.
  Deixe NS1 seja a velocidade síncrona do motor principal.
  NS2 ser a velocidade síncrona do motor auxiliar.
  P1 seja o número de pólos do motor principal.
  P2 seja o número de pólos do motor auxiliar.
  F é a frequência de fornecimento.
  F1 é a frequência de fem induzida pelo rotor do motor principal.
  N é a velocidade de ajuste e permanece a mesma para o motor principal e auxiliar, pois ambos os motores são montados no eixo comum.
  S1 é o deslize do motor principal.
  

  
  
  O motor auxiliar é fornecido com a mesma frequência que o motor principal, ou seja,
  
  
  
  Agora coloque o valor de
  
  
  
  Agora sem carga, a velocidade do rotor auxiliar é quase igual à sua velocidade síncrona, ou seja, N = NS2
  
  
  
  Agora reorganize a equação acima e descubra o valor de N, obtemos
  
  
  
  Este conjunto de dois motores em cascata funcionará agora em nova velocidade com número de pólos (P1 + P2). No método acima, o torque produzido pelo motor principal e auxiliar atuará na mesma direção, resultando em número de polos (P1 + P2). Esse tipo de cascata é chamado de cascata cumulativa. Há mais um tipo de cascata em que o torque produzido pelo motor principal está em direção oposta à do motor auxiliar. Esse tipo de cascata é chamado de cascata diferencial; resultando em velocidade corresponde ao número de pólos (P1 - P2).
  Neste método de controle de velocidade do motor de indução trifásico, quatro velocidades diferentes podem ser obtidas

• Injetando EMF Slip Frequency no lado do rotor

  Quando o controle de velocidade do motor de indução trifásico é feito pela adição de resistência no circuito do rotor, uma parte da potência é chamada, a potência de deslizamento é perdida2Perdas de R. Portanto, a eficiência do motor de indução trifásico é reduzida por este método de controle de velocidade. Esta perda de potência de escorregamento pode ser recuperada e devolvida para melhorar a eficiência geral do motor de indução trifásico, e este esquema de recuperação de energia é chamado de esquema de recuperação de energia e isso é feito conectando uma fonte externa de freqüência de escorregamento ao circuito do rotor. A fem injetada pode se opor à fem induzida pelo rotor ou auxiliar a fem induzida pelo rotor. Se ele se opuser ao fem induzido pelo rotor, a resistência total do rotor aumenta e, portanto, a velocidade é diminuída e, se o fem injetado ajuda o rotor principal, o total diminui e, portanto, a velocidade aumenta. Portanto, injetando fem induzida no circuito do rotor, a velocidade pode ser facilmente controlada. A principal vantagem deste tipo de controle de velocidade do motor de indução trifásico é que uma ampla faixa de controle de velocidade é possível, seja acima da velocidade normal ou abaixo da normal.

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O que controla a velocidade de um motor?

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