Modelización de un motor asíncrono trifásico alimentado en corriente monofásica
Resumen
El motor asíncrono es el motor eléctrico más utilizado en la industria. Es poco
costoso y es robusto y su control en velocidad es fácil a través de la frecuencia de
alimentación. Por ello se equipa con este tipo de motor a gran parte de las
máquinas y útiles de trabajo en la mayoría de los puestos de trabajo en la indistria
como por ejemplo en las bobinadoras, cintas mecánicas, para el bombeo,
compresores, máquinas de corte y fresado, máquinas de perforado, tornos etc.
Pero el problema de éste motor surge de la necesidad de alimentarlo en corriente
trifásica para hacerlo funcionar. Ya que en industrias o locales en los que se ha
podido hacer un cambio de contadores pasando de trifásica a monofásica, o en los
que se quiere reciclar un motor asíncrono ya en posesión, es un problema al que se
puede confrontar un ingeniero para evitar incurrir en gastos no necesarios al
poder, como se va a desarrollar en el proyecto, utilizar los motores trifásicos
alimentándolos con corriente monofásica únicamente.
De esta forma, el proyecto consiste en encontrar una solución para poder hacer
funcionar la máquina trifásica a partir de una fuente monofásica; modelizarlo a
través del software informático de simulación Matlab/Simulink y encontrar el
valor de condensador óptimo para una aplicación dada de la máquina estudiada.
El proyecto se compone de dos estudios: estudio de la máquina asíncrona y estudio de la
máquina asíncrona alimentada en monofásica.
Para hacer un estudio sistemático, cada uno de los casos que conforman el proyecto se ha
dividido en tres partes principales:
1. Establecer las écuaciones que toman parte en el funcionamiento de dicho sistema.
2. Modelizar dichas ecuaciones en el software Matlab
3. Simular los resultados
Y para concluir se cierra el proyecto con un estudio comparativo de los resultados de
ambas simulaciones para la extracción de conclusiones y posibles mejoras.
Para hacer la alimentación monofásica se ha de utilizar una conexión concreta que ha de
ser llevada a ecuaciones para resolver el sistema total de ecuaciones que compone el
funcionamiento de la máquina asíncrona para su posterior modelizado con el software
Matlab/Simulink y su simulación para la extracción de resultados.
El conjunto de ecuaciones estudiadas, modificadas y modelizadas son las ecuaciones que
rigen el comportamiento dinámico de la máquina, ecuación fundamental de la dinámica,
las ecuaciones eléctricas de la conexión y de la máquina, las ecuaciones de flujo y las
ecuaciones de la herramienta matemática utilizada para manipular y aligerar la resolución
del sistema, las ecuaciones de Park.
Posteriormente al estudio y concepción teórica se utilizará el software Matlab/simulink
como ya hemos evocado anteriormente con el objeto de concebir un modelo apropiado y
funcional de la máquina tanto trifásica asíncrona como con alimentación monofásica.
Modelo con el cual a través de una correcta parametrización se puedan extraer gráficas de
sus diferentes parámetros de funcionamiento temporal como velocidad, pérdidas Joule,
rendimiento, corrientes, flujos, pares desarrollados etc.
Con los datos obtenidos de las simulaciones se procederá a hacer un estudio comparativo
con el objetiuvo de extraer conclusiones sobre el método de funcionamiento propuesto,
sus ventajas y sus limitaciones. The asynchronous machine is the electric machine most widely used in the industry. It
is not expensive, and it is easily speed regulated by its source frequency. That is the
reason why many machines and tools are equipped with these kind of motors in a wide
range of working posts of many different industries. For example, tools like winding
machines, conveyor belts, pumping machines, cutting machines, milling cutters, drills
and lathes will use them.
The problem of this motor comes from the need of the triphase currency to make it
work. There may be industries where there has been a change of the counters from
triphase to single-phase counters, or where they just want to re-use a non-used existent
machine that is already owned. It is a problem that any engineer may have to face in
order not to incur in unnecessary expenses. With this project we will manage to use the
triphase motors supplied with a single-phase source with reasonable performances.
The project will consist in finding the way to make the triphase machine work with a
single-phase source, modelling it with the software Matlab/Simulink and to find the best
value for the capacitor used for the studied machine.
The project will be composed by two parts: The study of the asynchronous machine and the
study of the asynchronous triphase machine supplied by a single-phase source.
To make a systematic study of the problem, both parts will be divided in three mean points:
1. Establish the equations that take part in the proper functioning of the system.
2. Modelling of these equations in the Matlab software
3. Simulation of the results
To conclude, the project will end with a comparative study of the results of both simulations to
be able to deduce conclusions and possible improvements.
To make the supply with the single-phase source a specific connexion is needed. This
connexion will be also expressed in the electrical equations describing the system. This full
equations system will describe the functioning of the machine and will be modelled with the
software Simulink for the ulterior simulation and extraction of results.
The ensemble of equations that are studied, modified, and modelled that describes the
functioning of the machine are the dynamic equations that rules the movement of the machine
with the fundamental equation of the dynamics, the electric equations of the connexion and the
machine, the flux equations, and the mathematic tool used to manipulate and lighten the
resolution of the system, the Park transformation.
After the study and the theoretical conception of the system we will use the software
Matlab/Simulink as we had already told. The objective is to conceive an appropriated and
functional model of the two machines, the triphase asynchronous machine and the
triphase asynchronous machine supplied with a single-phase source.
With this model and with a correct parameterisation of our studied machine we will be
able to produce graphs of the different parameters of the functioning of the machine such
as speed, Joule dissipation, performance, currencies, fluxes, couples etc.
With the data obtained from the simulations we will proceed to a comparative study to
deduce conclusions about this functioning method proposed, its advantages and its
limitations.
Trabajo Fin de Grado
Modelización de un motor asíncrono trifásico alimentado en corriente monofásicaTitulación / Programa
Grado en Ingeniería ElectromecánicaMaterias/ UNESCO
33 Ciencias tecnológicas3306 Ingeniería y tecnología eléctrica
330603 Motores eléctricos
3322 Tecnología energética
332201 Distribución de energía
Colecciones
El ítem tiene asociados los siguientes ficheros de licencia: