Simulación del arranque por variadores de frecuencia del motor de inducción trifásico

Abstract

El motor eléctrico de inducción es la alternativa más económica para el accionamiento de las maquinas, sin embargo, por si solo tiene el inconveniente de que su velocidad depende de la frecuencia del sistema eléctrico y que las corrientes de arranque son consideradas altas. El creciente desarrollo de la electrónica de potencia, desarrollo de ordenadores, desarrollo de programas informáticos de ingeniería y la cultura de eficiencia energética, está dando a la industria, avanzadas alternativas de accionamiento eléctrico que deben ser aprovechadas. En el campo de los convertidores electrónicos de potencia que accionan a los motores eléctricos, destaca el Variador de frecuencia o (VFD) que abre al motor de inducción nuevos campos de aplicación al solucionar el inconveniente de la velocidad fija o las corrientes altas en el arranque. En el presente trabajo se busca obtener e implementar los modelos de simulación de su funcionamiento, para contar con una herramienta de análisis previa a la implementación de accionadores eléctricos reales y así lograr una óptima utilización. El presente trabajo comienza haciendo un estudio del modelo del motor eléctrico de inducción, y su implementación en el programa SIMULINK. Seguidamente se desarrolla un modelo de variador de frecuencia ideal y su implementación en SIMULINK, para eso se hace un estudio del tema de control, de las máquinas de inducción. Finalmente, y con base en la simulación del variador de frecuencia ideal se obtiene el modelo del variador de frecuencia por modulación de pulsos PWM, (que es el método más utilizado actualmente, dejando para otro estudio el variador de frecuencia vectorizado) controlado por el método de control escalar en lazo abierto y con retroalimentación o lazo cerrado. Como resultado se pudo obtener una herramienta de apoyo para el diseño de sistemas de accionamiento eléctrico. Tomando en cuenta que la instalación de sistemas de tracción eléctrica puede plantear un reto en la medida de la potencia o precisión de los proyectos, la simulación ofrece un método de ensayo y verificación eficaz previa a la implementación real de cada proyecto.