El control de velocidad de motores desde hace tiempo dejo de ser exclusivo de motores de corriente directa y se aplicó a motores de corriente alterna. Sin embargo, la aparición de rectificadores controlados ha hecho que adquiera una mayor importancia en motores de corriente alterna; en motores de inducción se ha obtenido mediante el control de voltaje aplicado al estator o variando la resistencia en el rotor cuando es de tipo devanado, ambos procedimientos pueden ser logrados con el rectificador controlado.

Aplicación del rectificador controlado a motores de inducción.

El rectificador controlado se puede utilizar para el control del voltaje aplicado a las terminales del mismo, colocandolo en serie con las terminales del estator.

Tambien puede ser utilizado en las terminales del rotor para controlar la corriente del mismo, este segundo método constituye el propósito de este trabajo.

Operación del rectificador controlado.-

El funcionamiento del rectificador controlado es escencialmente el de un rectificador en el cual el comienzo de la conducción puede ser controlado mediante una señal de disparo pequeña alimentada a la rejilla. La conducción solo puede detenerse reduciendo la corriente a cero o a un nivel muy bajo. Cuando se utilizan estos dispositivos en corriente alterna, el cese de la conducción se obtiene facilmente.

Existen muchos arreglos que se utilizan para el control de corriente alterna; entre otros estan los mostrados en la figura 1: en el primero (a) solo hay conducción controlada durante medio ciclo, o sea que este arreglo sirve para la conversión de corriente alterna a directa, el segundo (b) conduce durante ambos medios ciclos pero solo existe conducción controlada durante uno de los medios ciclos y el los ultimos dos (c) y (d) el control de la conducción es durante los dos medios ciclos.

Existen varios circuitos distintos que pueden utilizarse para el control de resistencia, entre los cuales se pueden considerar como tipicos los mostrados en las figuras 2 y 3.

El circuito mostrado en la figura 2 permite el control de la resistencia desde el valor infinito a un valor R, cuando los resctificadores no conducen y cuando conducen todo el tiempo respectivamente.

El circuito de la figura 3 permite el control de resistencia en un rango menor, es decir entre R1 y la combinacion en paralelo de R1 y R2. Si R2=0, la variación sera entre R1 y cero.

Caracteristicas del voltaje del rotor.-

Una de las principales características que se encuentran en el rotor lo es el voltaje que se obtiene en terminales del mismo, en primer lugar la magnitud del voltaje y la frecuencia son variables, es decir al aumentar la velocidad, la magnitud del voltaje disminuye y a la vez tambien disminuye la fecuencia. Esto impone algunas restricciones en cuanto al circuito de disparo.

Otra de las características lo es la forma de onda, que no es una senoidal perfecta, sino que cuenta con una pequeña oscilación superpuesta (de mucho mayor frecuencia), debida a las ranuras presentes en el estator y el rotor que hacen que la reluctancia no sea constante al girar el rotor; estas oscilaciones hacen que los circuitos de disparo que dependen de esta forma de onda no produzcan conducción en forma simétrica.

Aplicación de los circuitos controladores de resistencia al rotor de un motor de inducción.-

Los circuitos mostrados en las figuras 2 y 3 se pueden utilizar en el rotor, juntando tres semejantes para conectarlos en delta o estrella. Como generalmente en el rotor no se tiene disponible un neutro, es mas práctico el circuito delta, ya que en el circuito estrella es necesario que dos rectificadores se encuentren en estado de conducción para que exista circulación de corriente.

El circuito formado por tres elementos del tipo mostrado en la figura 2 tiene la ventaja de que el control de velocidad se logra desde cero a la maxima permitida por la resistencia R, arreglo bastante conveniente para evitar problemas de arranque del motor.

El circuitp formado por tres elementos como los mostrados en la figura 3 hace posible la obtencion de una mejor regulación de velocidad, sin embargo, no tiene la ventaja del circuito anterior en cuanto se refiere al arranque del motor.

Cuando los circuitos de disparo son alimentados por el voltaje que aparece a traves de los rectificadores se obtiene un efecto de autoregulación muy conveniente. Esto se debe a que cuando aumenta la carga del motor la velocidad se reduce y al suceder esto el voltaje del rotor aumenta ocasionando que el disparo ocurra antes con la consiguiente reducción de las resistencia efectivas y la velocidad no disminye tanto.

Circuitos de disparo.-

Hay una variedad muy grande de circuitos de disparo que se pueden utilizar; la selección de uno de ellos depende del trabajo a desarrollar por el motor en cuestión. Entre los más sencillos, puede citarse los formados por simple resistencias o combinaciones de resistencias y capacitancias como los mostrados en la figura 4.

Durante el desarrollo de la experimentación se observo que los rectificadores controlados no disparaban en forma simétrica aún cuando se usaran en una fuente de frecuencia y voltaje constante. Esto se debe a que los rectificadores controlados no tienen características identicas en las señales necesarias para iniciar la conducción. Para remediar esto en una región de control (por ejemplo el comienzo de la conducción) se pueden modificar ligeramente los valores de los elementos de los circuitos de disparo.

La figura 4c muestra el circuito de disparo utilizado durante la mayor parte de la investigación. Este circuito obtenido de un manual de Westinghouse tiene la ventaja de que se controla el disparo de dos rectificadores controlados con un solo potenciometro.

La figura 5 muestra los circuitos utilizados en el rotor. En estos no se ha incluido el circuito de disparo, pero el utilizado fué el mostrado en la figura 4c.

Economía en el uso de rectificadores controlados.-

El avance en los ultimos años de estos dispositivos del tipo semiconductor hacen que este método de control resulte bastante económico debido al bajo precio de gran cantidad de ellos. El mantenimiento es casi nulo y solo debe tenerse precaución de mantener un método adecuado para disipar el calor generado en los rectificadores; esto generalmente se logra con piezas metalicas con aletas para radiar el calor al aire.