SVAR Estimation and Identification Issues

Al desbalancearse o desfasarse los voltajes en el estator del motor asincrónico, las corrientes tanto en el estator como el rotor sufren cambios que afectan los devanados por los que estas circulan. Por lo general cuando el desbalance no alcanza valores superiores al 2% las afectaciones no son serias. En la figura 3.2 a) y b) se muestran las corrientes del rotor y el estator respectivamente para un desbalance de 0% en el sistema.

Figura 3.2 a) Corrientes del rotor.

Se puede apreciar que las características presentan valores comunes para un motor en condiciones normales de operación.

Luego se introduce un desbalance en el sistema quedando

V

V_A 460 0 ,V_B 420 120V y V_C 470 120V . Para esta condición de desbalance los resultados se muestran en la figura 3.3 a) y b).

Figura 3.3 b) Corrientes del estator.

En la imagen se aprecia que al introducir desbalance aparecen una gran cantidad de distorsiones en la señal original de corriente tanto para el rotor como el estator lo mismo sucede en caso de desfasaje para los valores de voltaje siguientes

V

V_A 460 0 ,V_B 460 125V y V_C 46 125V .La figura 3.4 a)y b) muestra las corrientes para este estado.

Figura 3.4 a) Corrientes del rotor.

Los resultados son similares a los de la figura (3.3) solo que el grado de distorsión es un poco mayor.

3.3 Eficiencia

En el modelo se mide la eficiencia a través de la potencia de entrada y la potencia de salida del motor como se expresa en la ecuación (3.2).Los resultados del programa están por encima del 90% porque el modelo preestablecido es el de un motor de alta eficiencia.

) ( ) ( ent sal

P

P

La figura 3.5 muestra la eficiencia del motor para un sistema balanceado.

Figura 3.5 Eficiencia para sistema balanceado.

Se introduce un desbalance en el sistema quedando

V

VA 460 0 ,VB 420 120V y VC 470 120V . La eficiencia sufre cambios

como se puede observar en la figura 3.6. Para esta condición de desbalance el modelo no permite simular el calentamiento del motor pero es evidente que este cambio en la eficiencia se debe en gran medida a un incremento de la temperatura de los devanados ya que como se pudo observar anteriormente las corrientes del rotor y el estator se incrementan.

Figura 3.6 Eficiencia para sistema desbalanceado.

Cuando se le aplican al sistema los valores de voltaje siguientes

V

VA 460 0 ,VB 460 125V y VC 46 125V , la eficiencia también disminuye

como se observa en la figura 3.7

Figura 3.7 Eficiencia sistema desfasado.

En este caso la eficiencia disminuye aun más porque como se pudo apreciar en la figura 3.4 a) y b), las corrientes tanto para el rotor como el estator son un poco mayores.

3.3.1 Potencia de entrada

En el modelo, la potencia de entrada se mide a través de sensores de voltaje y corriente en las líneas de entrada de voltaje al motor, acopladas a un bloque que da como resultado la potencia activa y reactiva que entra a la máquina. En este caso la potencia reactiva no interesa por lo que se coloca un terminal en el esquema (ver esquema general figura 3.1). Los cambios en el voltaje de la red afectarán directamente la potencia de entrada. Al desbalancear el voltaje de alimentación del motor la potencia de entrada aumenta como se demuestra en el capítulo 2.

3.3.2 Potencia de salida

La potencia de salida se censa en el modelo mediante las señales de torque y velocidad que salen del motor, las cuales se multiplican directamente a través de un bloque multiplicador. El torque mecánico que simula la carga del motor es constante y aproximadamente igual al nominal. El motor entrega una potencia de salida prácticamente constante bajo las condiciones de operación que se simulan en este caso. En las figuras 3.8 y 3.9 se muestran las características de torque y velocidad respectivamente, que ofrece el modelo para condiciones balanceadas de operación.

Figura 3.8 Torque de salida.

CONCLUSIONES

Conclusiones

Del análisis las normas y reglamentaciones surge que la opción de adoptar la norma IEC 61000-4-30 es factible desde el punto de vista de la complejidad de medida y máxime teniendo en cuenta que ofrece valores sin error.

El modelo implementado, con los datos reales del motor, trabaja satisfactoriamente.

Los resultados de las corridas del modelo muestran que mientras mayor es el desbalance de voltaje, mayores son las corrientes, la potencia de entrada al motor y las pérdidas aumentan, disminuyendo la eficiencia.

El desbalance de los voltajes de alimentación del motor puede ocasionar serias afectaciones tanto a la red como al motor, si no se encuentra dentro de los parámetros establecidos.

Si por causa de un desbalance de tensiones se hace trabajar al motor a menor potencia, esto empeora el factor de potencia y el rendimiento del mismo.

Los resultados obtenidos muestran que desde el punto de vista de las pérdidas totales del motor, la operación desbalanceada con subvoltajes es la situación más crítica para la máquina.

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ANEXOS

Anexo I Valores característicos del cobre a las temperaturas admitidas