Control de velocidad VVVF del motor de inducción

VVVF significa frecuencia variable de voltaje variable. El método de control de velocidad VVVF es un método ampliamente utilizado para Motor de inducción.

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Origen del control de velocidad VVVF
Par en el control de velocidad VVVF

Origen del control de velocidad VVVF

Como sabemos que velocidad síncrona de la máquina se da como

N (rpm) = 120f/P ……………………………………(1)

donde f es la frecuencia y P es el número de polos.

Por lo tanto, si podemos cambiar la frecuencia f, entonces es posible cambiar la velocidad del motor de inducción. Ahora la frecuencia de la fuente de alimentación se puede variar fácilmente utilizando dispositivos electrónicos de potencia como el inversor. El inversor convierte la energía de CC en energía de CA y alimenta al motor de inducción. La salida del inversor puede ser de frecuencia variable de voltaje constante o frecuencia variable de voltaje variable. ¿Cuál elegir?

Suponga que la salida del inversor es de voltaje constante pero de frecuencia variable.

Así podemos escribir V = Constante pero f = Variable.

La relación entre el voltaje V y la frecuencia f es bien conocida y se puede escribir como

V = 4.44fNØ ……………………………….(2)

donde N es el número de vueltas por fase y Ø es el flujo de entrehierro resultante.

Supongamos que queremos reducir la velocidad del motor de inducción. Para ello, obviamente tendremos que reducir la frecuencia f manteniendo V constante según (1). Pero de (2),

Ø = V / (4.44fN) …………………………..(3)

El Ø del flujo del espacio de aire aumentará, lo que puede causar que el núcleo de la máquina se sature, lo que no es deseable. Por lo tanto, no se puede adoptar el concepto de control de velocidad con frecuencia variable de voltaje constante.

Pero a partir de (3), es posible lograr un flujo constante Ø manteniendo (V/f) constante. Esto nos permite cambiar el voltaje y la frecuencia simultáneamente para tener control de velocidad mientras mantenemos un flujo de aire constante. Este es el concepto básico detrás del control de velocidad VVVF del motor de inducción.

“En el control de velocidad VVVF, el suministro del estator del motor y la frecuencia varían de tal manera que la relación (V/f) es constante”.

Par en el control de velocidad VVVF

Como se discutió, la frecuencia varía, por lo tanto, es muy importante observar el par máximo a frecuencia variable. Consulte el circuito equivalente del motor de inducción.

Como sabemos que el par en un motor de inducción se da como

T = [k2f2 / (R2/s)2+(ωL2)2]x(R2/sω)

Para obtener el par máximo, debemos derivar la ecuación anterior wrt s e igualarla a cero. Esto nos dará el valor de deslizamiento s’ en el que el par es máximo como se muestra a continuación.

s’ = (R2/ωL2) ……………..(4)

Por lo tanto, par máximo Tmax = k2/8π2L2

Por lo tanto, el par máximo es independiente de la frecuencia. Pero la velocidad a la que aparecerá el par máximo variará ligeramente según (4). Consulte la figura a continuación.

A medida que aumentamos la frecuencia f, ω = 2πf también aumenta. Esto a su vez reducirá s’ según (4). Por lo tanto, aumentar la frecuencia aumentará la velocidad del motor de inducción y la velocidad a la que aparece el par máximo mientras se tiene el mismo par máximo.