Frenados:
Es el método inverso al de arranque, es decir es el proceso por el cual una máquina se lleva de una velocidad de funcionamiento a una velocidad cero. Los métodos que se van a ver en esta guía son:
Para las simulaciones presentadas en este blog el método de arranque es el de plena tensión, esto se hace con el fin de hacer más simple el circuito de control y podernos concentrar en el momento del frenado.
Frenado natural.El frenado natural consiste en desenergizar el motor y dejar que la velocidad cinética almacenada en el rotor se disipe en forma de calor porque el rotor tiene fricción con los rodamientos y con el aire circundante.
Este método es el mas sencillo que se le puede practicar a la máquina de inducción puesto que solo se desenergiza el motor. En el momento del frenado tanto las corriente del rotor como del estator son cero y no hay ninguna energía en estos dos devanado.
Este, es tal vez el método más usado en el sector industrial porque no necesita ningún tipo de control, por otro lado, es el más lento e impreciso de todos.
El circuito de potencia consta de una fuente de alimentación, el contactor de encendido y apagado 1M y una máquina jaula de ardilla.
El circuito de control energiza la bobina del contactor 1M por medio de 1PB y la desenergiza por medio de 2PB.
En el momento del frenado se ve que la corriente del estator se va a cero, esto implica que la corriente en el rotor también se extingue porque la corriente del rotor se obtiene por inducción. En el caso de la simulación del frenado natural el tiempo es de 4 segundo. En el laboratorio se han tomado datos del tiempo de frenado ente 11 y 15 segundos para una máquina de 1100 W. El tiempo de frenado cambia dependiendo del tamaño del rotor, entre más grande y pesado es el roto, la máquina se demora más tiempo y en el caso de máquinas pequeñas, puede llegar a ser de 5 seg.
Este método consisten en energizar dos terminales del motor con una fuente de corriente continua. El frenado es rápido y puede dañar el motor, ya que se está energizando una máquina que trabaja con alterna y se le aplica corriente continua. Por lo general, se debe limitar la corriente de frenado a la corriente nominal para no dañar los devanados del estator, el tiempo de frenado también se tiene que limitar, porque si la máquina no está girando y se le aplica la corriente nominal por mucho tiempo los devanados se van a sobrecalentar.
La formula para calcular la tensión de frenado es:
En el momento del frenado no se tiene la corriente antes calculada porque la máquina se somete a una regeneración de energía debida a la transformación de la energía cinética del rotor.
El circuito de potencia consta de dos contactores, con 1M se energiza el motor a tensión y frecuencia nominal y con 2M se hace la inyección de corriente continua, por eso es que solo tiene dos contactos en la parte de potencia.
El circuito de control tiene dos peldaños, en el primero se energiza la bobina de 1M por medio de los pulsador 1PB y se desenergiza con 2PB. El segundo peldaño energiza la bobina de 2M o realiza el frenado, es activado por 2PB y se desconecta por medio de un temporizador. es muy importante saber escoger el tiempo de frenado, ya que si el tiempo es muy pequeño, el motor no alcanza a frenar y si es muy largo, el motor se puede quemar.
En la simulación se puede observar que la corriente en el momento del frenado es de 30.5 A, en esta parte es donde hay generación de energía y posteriormente la corriente se reduce a 24.4 V que es la calculada.
Este método de frenado viene implementado en los arrancadores suaves y consiste en ir disminuyendo la tensión de alimentación desde su valor nominal hasta 0V. Desafortunadamente, este tipo de frenado no es útil porque la velocidad no depende de la tensión sino de la frecuencia de operación. Sin embargo en algún tipo de cargas como ventiladores este tipo de frenado es bastante útil ya que estas cargas el torque depende del cuadrado de la velocidad.
El circuito de potencia consta de una fuente de alimentación a tensión y frecuencia fijas, un arrancador suave, que consta de 6 rectificadores controlados de silicio o SCR conectados en contraparalelo en cada una de sus fases y una máquina jaula de ardilla como conversor de energía.
El circuito de control consta de una bobina de un relé auxiliar que se encarga de encender y apagar el arrancado. Cuando se desactiva la bobina de 1CR es que inicia el proceso de apagado. este se puede verificar en la sección de las ondas, donde se ve que la tensión (en color azul) va disminuyendo su valor.
Si el arrancador trabaja en vacío, no se alcanza a apreciar cuando el motor se detiene; pero a mediad que se le coloca carga el tiempo de frenado se va controlando. Cabe destacar que la corriente en el frenado no aumenta con respecto a la de trabajo anterior.
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