ES2250931T3 - Circuito de alimentacion para un motor de induccion trifasico. - Google Patents

Circuito de alimentacion para un motor de induccion trifasico.

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ES2250931T3 ES04002181T ES04002181T ES2250931T3 ES 2250931 T3 ES2250931 T3 ES 2250931T3 ES 04002181 T ES04002181 T ES 04002181T ES 04002181 T ES04002181 T ES 04002181T ES 2250931 T3 ES2250931 T3 ES 2250931T3
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Abstract

Conmutador de suministro de corriente para un motor asíncrono trifásico (M), que puede operarse selectivamente en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella mediante un primer dispositivo de conexión (S1), que contiene un transformador de corriente trifásica (T), cuyo lado primario está dimensionado para la tensión de alimentación máxima en la modalidad de conexión en triángulo y cuyo lado secundario está dimensionado para una tensión en la modalidad de conexión en estrella que se sitúa aproximadamente entre la tensión de alimentación máxima fase respecto a fase y la tensión de una única fase de la misma, un segundo dispositivo de conexión (S2) mediante el cual el motor (M) puede conectarse directamente a la red eléctrica y/o al lado secundario del transformador (T), un tercer dispositivo de conexión (S3) mediante el cual el lado primario del transformador (T) puede configurarse en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella, un cuarto dispositivo de conexión (S4) mediante el cual el lado secundario del transformador (T) puede configurarse en la modalidad de conexión en estrella y en la modalidad de conexión en triángulo y un dispositivo de mando (ST) conectado a uno de los dispositivos de conexión (S1 a S4) para la activación selectiva del mismo.

Description

Circuito de alimentación para un motor de inducción trifásico.
La presente invención se refiere a un transformador de separación trifásico y a un conmutador de suministro de corriente con dispositivo disyuntor para un motor asíncrono trifásico. Este tipo de conmutador de suministro de corriente ya es conocido por DE 201 04 721 U1.
El uso de un motor asíncrono trifásico requiere, a menudo, la reducción del número de revoluciones a fin de adaptar la potencia suministrada por el motor a la respectiva demanda. Un ejemplo típico son los ventiladores de los aparatos de climatización, especialmente en el caso de las salas frigoríficas, que en períodos de baja actividad, como por la noche y en fin de semana, precisan una menor potencia de los refrigeradores de retorno.
Una solución, que a su vez también es la más costosa, consiste en modificar la frecuencia de la tensión de alimentación utilizada para el funcionamiento del motor de corriente trifásica. Así, en la DE 43 08 836 A1 se describe un método para la utilización de un motor de campo rotatorio con una frecuencia y una tensión modificables mediante convertidores de corriente, especialmente aplicable en el ámbito de los accionamientos industriales y tractores, en donde se requiere una potencia constante a lo largo de un margen de regulación muy amplio del número de revoluciones como sucede, por ejemplo, en el caso de los accionamientos de bobinado para dispositivos de laminado. Para ello, en un margen bajo de regulación del número de revoluciones, con una potencia constante y un par relativamente alto, el motor de campo rotatorio es operado en la modalidad de conexión en estrella y en un margen de regulación del número de revoluciones alto, con potencia constante y un par relativamente bajo, el motor de campo rotatorio es operado en la modalidad de conexión en triángulo. Como alternativa también se indica la utilización de un motor de campo rotatorio con bobinado de polo conmutable, en un margen de regulación del número de revoluciones bajo -otra vez con potencia constante y un par relativamente alto- con un número de pares de polos relativamente superior en un margen de regulación del número de revoluciones alto -otra vez con potencia constante y un par relativamente bajo- con un número de pares de polos relativamente inferior. Otra alternativa indicada en el escrito es un motor de campo rotatorio con dos devanados en estrella, alimentados con una frecuencia modificable a través de un convertidor de corriente propio y que, dependiendo del régimen de revoluciones, pueden conectarse en paralelo o en serie. Este despliegue es especialmente inútil para el accionamiento de ventiladores, ya que cada uno de ello requiere una potencia motriz dependiente del número de revoluciones.
También son conocidos los controles de corte de onda, que reducen la tensión efectiva suministrada al motor de corriente trifásica. Los controles de corte de onda tienen la desventaja de que aumentan de manera significativa el contenido de ondas armónicas de la tensión de alimentación del motor de corriente trifásica, lo que genera perturbaciones en el entorno. También provocan una mayor generación de ruido en los motores de corriente trifásica en forma de fuerte zumbido. Otra posibilidad consiste en el uso de transformadores con una cifra en consonancia de derivaciones a los devanados, de los que pueden tomarse tensiones de diferente magnitud para la alimentación del motor de corriente trifásica. La desventaja de estos transformadores es que su empleo conlleva unas pérdidas relativamente elevadas. Otra medida utilizada especialmente para el arranque de los motores de corriente trifásica, es la conmutación de las bobinas del motor entre conexión en estrella y conexión en triángulo, medida con la que, no obstante, sólo pueden lograrse dos regímenes de revoluciones diferentes.
Por la EP 0 865 147 B1 conocemos una solución, según la cual las bobinas del motor de corriente trifásica están realizadas en formato bifilar y cada una de las partes de la bobina está dimensionada para el conjunto de la tensión de fase respecto a fase. El motor de corriente trifásica está asignado a un dispositivo de conexión, con ayuda del cual los devanados parciales pueden conectarse facultativamente en paralelo en la modalidad de conexión en triángulo, en serie en la modalidad de conexión en triángulo, en paralelo en la modalidad de conexión en estrella, en serie en la modalidad de conexión en estrella y tres devanados parciales en triángulo con los restantes devanados parciales en estrella, de manera que sin necesidad de dispositivos auxiliares, pueden lograrse cinco revoluciones diferentes en que la corriente pasa por todos los devanados parciales. El motor funciona con tensiones senoidales y por consiguiente no tiende a emitir zumbidos. La desventaja de esta modalidad reside en el hecho, que desde el principio el motor debe haber sido dimensionado para esta modalidad de uso y que sólo pueden lograrse unas revoluciones determinadas ya que para evitar la aparición de corrientes de compensación los devanados parciales de cada polo deben ser idénticos.
Por la EP 1 341 295 A1 conocemos un conmutador de suministro de corriente para un motor de corriente trifásica, que contiene dos autotransformadores trifásicos de diferente potencia, unidos en un núcleo conjunto y cuyos devanados cuentan, como mínimo, con una derivación cada uno. Asimismo, el conmutador de suministro de corriente incluye un dispositivo disyuntor que activa facultativamente los autotransformadores trifásicos. Con este conmutador pueden regularse todas las revoluciones que el motor deba alcanzar, no hay que efectuar modificación alguna en el motor y al funcionar éste con tensiones senoidales no emite ningún zumbido. No obstante, la última conexión mencionada tiene como desventaja una pérdida aun bastante significativa en el transformador activo, al estar éste constantemente sometido a la máxima tensión de alimentación, así como un mayor gasto en interruptores y en la excitación de los mismos.
A partir de la patente DE 201 04 721 U1 mencionada al principio, el solicitante ha dado a conocer un conmutador de suministro de corriente para un motor asíncrono trifásico, especialmente apto para un accionamiento con curva cuadrática de par, es decir para el ejemplo de uso, ya mencionado, con ventiladores. La conexión incluye un autotransformador trifásico, cuyos devanados primarios presentan, además de un devanado básico para el funcionamiento a plena carga, una bobina suplementaria con aproximadamente el 25% de la cantidad de espiras del devanado básico. El devanado básico y el devanado adicional están conectados en serie. Los devanados secundarios están a su vez formados por cuatro devanados parciales idénticos, conectados asimismo en serie, dimensionados en su conjunto para la transmisión de la potencia nominal del transformador. Los devanados primarios son activados facultativamente, con o sin inclusión de las devanados adicionales, en estrella o en triángulo y en la conexión en estrella la tensión de alimentación es aplicada facultativamente a los puntos de conexión del devanado básico y de los devanados adicionales o a los extremos libres de las devanados adicionales. También en el lado secundario del transformador pueden conectarse los devanados parciales en estrella o en triángulo, pudiendo incorporarse uno o todos los devanados parciales al suministro del motor de corriente trifásica. De este modo es posible suministrar gran cantidad de tensiones diferentes a los devanados del motor de corriente trifásica, en que no se efectúa modificación alguna. No obstante, es necesario un mecanismo disyuntor muy costoso para ajustar la gran cantidad de estados de conexión diferentes.
La variante más elegante sería el posicionado en transformadores de regulación continua, pero en éstos la toma de corriente no puede solucionarse de un modo seguro. Las bobinas de toma cuentan con un contacto superficial relativamente pequeño sobre los hilos redondos del arrollamiento del transformador, no pudiendo por consiguiente conducir las fuertes corrientes sin experimentar algún daño. Se producen sobrecalentamientos locales, que provocan carbonizaciones en los hilos de la bobina y de los colectores.
La invención pretende hacer aptos a los motores de corriente trifásica existentes para casos de carga con pares de evolución cuadrática superiores al número de revoluciones, sin que sea preciso efectuar modificación alguna en los motores. La invención tiene por objeto presentar un conmutador de suministro de corriente que permita lograr varias revoluciones con un mismo motor de corriente trifásica, sin que tengan que soportarse grandes pérdidas adicionales.
Dicho objeto se consigue mediante las características indicadas en la reivindicación.
El conmutador de suministro de corriente de la invención utiliza un auténtico transformador de separación trifásico, que facultativamente puede activarse u obviarse y cuyo lado primario está dimensionado de manera que facultativamente pueda conectarse a la red eléctrica en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella y cuyo lado secundario está dimensionado de manera que la tensión por él suministrada en la modalidad de conexión en estrella se encuentra entre las tensiones de fase respecto a fase y de fase respecto a cero de la tensión de alimentación plena. Dicha tensión mencionada, suministrada por el lado secundario del transformador tiene, por ejemplo, una magnitud de aprox. 315 V en una red de corriente trifásica con una tensión de fase respecto a cero de 230 V. La invención aprovecha asimismo, la conmutabilidad de los devanados del motor de corriente trifásica, que facultativamente se conectan en configuración de triángulo o de estrella.
Con ayuda de tres conectores de estrella/triángulo y de dos conmutadores de tres polos es posible ajustar unas configuraciones de conexión, que alimentan a los devanados del motor con tensiones diferentes.
Con un valor de conexión de 3 x 400 V y 12,5 A se obtiene un consumo de potencia aparente de 5,5 kVA, teniendo en cuenta un cos\varphi de 0,85 y con ello un consumo de potencia efectiva de 4,7 kW. Con un tiempo de funcionamiento diario de 16 h, habitual en las instalaciones de refrigeración, un factor medio de carga de 0,5 y un precio teórico de la electricidad de 0,20
\euro
/kWh se obtiene con sólo aplicar un ahorro del 20%, un ahorro anual de aproximadamente 686
\euro
, de manera que el sobrecoste en elementos de conexión provocado por la invención se vería rápidamente compensado.
A continuación procedemos a explicar de forma más detallada la invención con ayuda de un ejemplo de realización representado en el dibujo.
El dibujo muestra el esquema de conexiones del conmutador de suministro de corriente acorde a la invención y un motor asíncrono trifásico M a él conectado. El conmutador de suministro de corriente presenta como elemento central un transformador de corriente trifásica T, cuyo lado primario está dimensionado en el ejemplo representado para una tensión nominal de 400 V en la modalidad de conexión en triángulo y cuyo lado secundario está dimensionado en el ejemplo representado para una tensión de 315 V en la modalidad de conexión en estrella, así como tres conectores de estrella/triángulo S1, S3 y S4 y un conmutador de tres polos S2 con dos niveles. La distribución se ve completada por un dispositivo de mando ST para la activación selectiva de todos los conectores mencionados.
El primer conector de estrella/triángulo S1 está asignado al motor de corriente trifásica M y sirve para conectar entre si las bobinas de dicho motor en estrella o en triángulo y conectarlas al suministro. El conmutador de tres polos S2 cuenta con dos niveles de conmutación S21 y S22 acoplados entre si, de los que uno (S21) está conectado a la red eléctrica mediante sus contactos de conmutación móviles y el otro (S22) está conectado a través de sus contactos de conmutación móviles al primer conector de estrella/triángulo S1 asignado al motor M. Los contactos fijos del nivel de contacto S21 están conectados al segundo conector de estrella/triángulo S3 y los contactos fijos del otro nivel de contacto S22 están conectados al tercer conector de estrella/triángulo S4. Los restantes contactos fijos de ambos niveles de conmutación S21 y S22 del conmutador S2 están conectados respectivamente entre si. Para más detalles consúltese el dibujo. Como alternativa también es posible conectar los contactos móviles pertenecientes al nivel de conmutación S22 directamente con los contactos fijos mencionados en último lugar del nivel de conmutación S21, de manera que el nivel de conmutación S22 pueda realizarse como simple conector/disyuntor de tres polos.
El segundo conector de estrella/triángulo S3 está conectado a los devanados primarios del transformador T y por consiguiente, está en situación de conectar dichos devanados a la red eléctrica de manera selectiva, en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella. Asimismo, el tercer conector de estrella/triángulo S4 está conectado con los devanados secundarios del transformador T y por consiguiente está en situación de conectar dichos devanados con el conector del lado del motor de manera selectiva, en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella, es decir con el primer conector de estrella/triángulo S1.
Según la posición del conector del conmutador de dos niveles S2 de tres polos, el conmutador de estrella/triángulo S1 del motor M está o bien directamente conectado a la red eléctrica o bien al lado secundario del transformador T, cuyo lado primario está conectado a la red eléctrica en el caso mencionado en último lugar, en los demás casos está desconectado. De este modo el transformador T se encuentra totalmente desacoplado del suministro de tensión del motor M cuando dicho suministro procede directamente de la red.
Con ayuda del dispositivo de mando ST es asimismo posible ajustar el conector de dos niveles S2, de manera que el motor M esté conectado directamente con la red eléctrica y simultáneamente el transformador T esté separado tanto de la red como del motor M o que el lado primario del transformador T esté conectado a la red a través del segundo conector de estrella/triángulo S3 y que el lado secundario del transformador T esté conectado con el motor M a través del tercer conector de estrella/triángulo S4 y del primer conector de estrella/triángulo S1.
Una vez ajustado el estado de conexión mencionado en último lugar, continúa existiendo, gracias al dispositivo de mando ST, la opción de conectar, a través del conector de estrella/triángulo S3, el lado primario del transformador T con la red o bien en la modalidad de conexión en triángulo o bien en la modalidad de conexión en estrella y en cualquiera de estas posiciones de conexión del segundo conector de estrella/triángulo S3 existe, gracias al dispositivo de mando ST, la opción de situar, mediante el tercer conector de estrella/triángulo S4, el lado secundario del transformador en la modalidad de conexión en estrella o en la modalidad de conexión en triángulo y en esta configuración conectarlo al motor M a través del primer conector de estrella/triángulo S1. Estas diferentes opciones aparecen indicadas en la tabla siguiente.
Nº de Transf. T Transf. T Transf. T Transf. T Motor M Motor M
opción Primario Y Primario \Delta Secundario Y Secundario\Delta Y \Delta
1 - X X - - X
2 - X X - X -
3 - X - X X -
4 - X - X - X
5 X - X - - X
6 X - X - X -
7 X - - X X -
8 X - - X - X
9 Motor a red - X
10 Motor a red X -
\begin{minipage}[t]{155mm} Nota: En las opciones 1 a 10 el conmutador de dos niveles S2 se encuentra en la posición en que el transformador es incorporado a la alimentación de corriente del motor M, en las opciones 9 y 10 el transformador T está completamente sin tensión.\end{minipage}
De este modo pueden lograrse una gran variedad de revoluciones por minuto del motor con un coste mínimo.

Claims (1)

1. Conmutador de suministro de corriente para un motor asíncrono trifásico (M), que puede operarse selectivamente en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella mediante un primer dispositivo de conexión (S1), que contiene un transformador de corriente trifásica (T), cuyo lado primario está dimensionado para la tensión de alimentación máxima en la modalidad de conexión en triángulo y cuyo lado secundario está dimensionado para una tensión en la modalidad de conexión en estrella que se sitúa aproximadamente entre la tensión de alimentación máxima fase respecto a fase y la tensión de una única fase de la misma, un segundo dispositivo de conexión (S2) mediante el cual el motor (M) puede conectarse directamente a la red eléctrica y/o al lado secundario del transformador (T), un tercer dispositivo de conexión (S3) mediante el cual el lado primario del transformador (T) puede configurarse en la modalidad de conexión en triángulo y en la modalidad de conexión en estrella, un cuarto dispositivo de conexión (S4) mediante el cual el lado secundario del transformador (T) puede configurarse en la modalidad de conexión en estrella y en la modalidad de conexión en triángulo y un dispositivo de mando (ST) conectado a uno de los dispositivos de conexión (S1 a S4) para la activación selectiva del mismo.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777805A1 (de) * 2005-10-21 2007-04-25 Jakob, Karl, Dipl.-Ing.(FH) Stromversorgungsschaltung für einen Drehstrommotor
EP2083513A1 (de) 2008-01-28 2009-07-29 Bavaria Electric GmbH & Co. KG Regelungsverfahren für Drehstrommotoren
RU2488939C2 (ru) * 2010-11-08 2013-07-27 Илья Иойликович Рабинович Многоуровневый стартер звезда-треугольник для управления индукционным двигателем

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB204019A (en) * 1922-09-15 1924-07-17 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to automatic electric substation control equipments
DE4018146A1 (de) * 1990-06-06 1991-12-12 Alber Karin Elektrische antriebseinheit
DE4308836A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-22 Abb Patent Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Drehfeldmotors mit einem Stromrichter veränderlicher Frequenz und Spannung
DE20104721U1 (de) * 2001-03-19 2002-07-25 Jakob, Karl, Dipl.-Ing. (FH) Dr.h.c., 85598 Baldham Stromversorgungsgerät für einen Drehstrom-Asynchronmotor eines Antriebs mit quadratischer Drehmomentkurve

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Publication number Publication date
DE502004000089D1 (de) 2006-02-16
RU2004127841A (ru) 2006-02-20
ATE306144T1 (de) 2005-10-15
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EP1580878A1 (de) 2005-09-28
CN1601888A (zh) 2005-03-30
DE20314865U1 (de) 2004-10-28
DK1580878T3 (da) 2006-07-17
CN1282297C (zh) 2006-10-25

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