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Motores síncronos

Foro para discusión sobre aspectos del Tren Real relacionados con la simulación ferroviaria

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Motores síncronos

Notapor Victor » Dom Sep 26, 2004 2:48 pm

Ahí va un tocho sobre cómo funcionan los motores síncronos y en especial sobre cómo funciona el motor de la serie 100/101.

El motor síncrono es una máquina eléctrica trifásica alimentada por una red de tres tensiones y tres frecuencias determinadas. Por contra el rotor está alimentado por una corriente continua.

La característica par - velocidad de la máquina síncrona es que la única velocidad de funcionamiento para la cual se dispone de par es la velocidad de sincronismo. Cuando el par resistente supera el par máximo que puede producir la máquina el motor se para.

La única manera variar la velocidad de una máquina síncrona, y por tanto su par, es variar la frecuencia de la alimentación del estátor. La pulsación estatórica (o velocidad de encendido) ha de ser muy próxima a la velocidad real del motor, ya que existe el riesgo de 'desengancharse' y pararse el motor. Esto lleva a aplicar una regulación de la frecuencia de la red polifasica, normalmente trifásica, pilotada por la velocidad del motor, que exactamente controla o pilota el encendido sucesivo de las fases del estátor por la posición angular del rótor.

Se llama motor síncrono autopilotado al sistema compuesto de un ondulador polifásico, de un motor síncrono y de una electrónica de control apropiada. El motor síncrono autopilotado es equiparable, salvando las distancias, de motor de corriente continua con colector estático que se controla principalmente variando su tensión de alimentación y complementariamente por debilitamiento del campo reduciendo la corriente rotórica.

Concretamente en la serie 100 / 101 el esfuerzo de tracción se crea de la siguiente manera:

Cada motor está asociado a un ondulador de corriente con tiristores. Cada motor se compone de un inducido fijo (estátor) y un inductor rotativo (rótor). Éste último se alimenta se alimenta con corriente continua, como he dicho anteriormente, mediante anillos y escobillas.

El estátor incluye tres arrollamientos montados en forma de estrella, desplazados 120º entre sí, alimentados con corriente continua mediante el 'conmutador estático' u ondulador, constituido de seis tiristores. Para hacer girar el motor , se deben alimentar los arrollamientos del estátor con una corriente en el orden conveniente, en el sentido que determinará el sentido de la rotación y con una corriente cuyo valor vendrá determinado por el valor del par.

Para obtener la rotación del motor se alimentan los tiristores con un orden determinado que crea un 'campo giratorio'. Estos encendidos y apagados sucesivos se denomina conmutación.

Ésta se realiza mediante captadores magnéticos que identifican y transmiten la posición del rótor a la caja de mando de los tiristores. Esta disposición se utiliza hasta un 30% de la velocidad nominal para evitar los golpes de par debidos a la interrupción de la alimentación durante el proceso de paso de un brazo a otro. Es la llamada conmutación asistida.

Más allá de esta velocidad, el rótor, al girar produce niveles de fuerzas electromotrices en el estátor que 'regularizan' el par. La medición permanente de estas f.e.m. transmitidas a la caja de mando permite encender los tiristores en el momento oportuno; la extinción se vuelve natural. Es la conmutación natural.

Otro día, con más tiempo ya explicaré como funciona el motor asíncrono de la 252. Pero sobretodo me gustaría explicar el funcionamiento de la lógica de control que comanda la electrónica de potencia. De ese modo podré explicar el porqué que la 252 tenga un sistema de conducción de velocidad prefijada tan bueno, y porqué pese a ser una locomotora cuya relación peso - potencia es algo dispar, bajo unas manos que la conozcan y la mimen pueda traccionar lo que le echen encima.

Un saludo a todos.
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Notapor Transcantabrico » Dom Sep 26, 2004 2:57 pm

Fantastico Post 252-045 :!: :!: ... :P~ :P~ :P~ supongo que todos los del foro estén conmigo que está genial esta explicación y seguro estaremos esperando las posteriores entregas con muchas ganas de saciar nuestros conocimientos técnicos :twisted:

Genial... :maestro: , y una ronda de mi parte :chin: :wink:
Todos tus sueños ... viajan en tren.
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Notapor fccarreño » Lun Sep 27, 2004 9:19 pm

Esa explicación es virguera, me ha aclarado mi duda del control de motores trifásicos síncronos por extinción natural, desde luego, con gente así, da gusto este foro, así, este foro puede pasar a ser de utilidad pública.
Saludos,
Fccarreño
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Notapor Marc » Lun Sep 27, 2004 9:36 pm

Muy buena explicación y espero ansioso a los trifásicos asíncronos. :app:
Estás invitado a un trifásico cuando nos veamos :mrgreen:
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Notapor Victor » Lun Sep 27, 2004 9:51 pm

Je, je, acepto la invitación encantado. Los asíncronos en breve.

Un saludo.
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Notapor GT22CW2 » Mar Sep 28, 2004 3:34 pm

Hola gente:

La explicación: espectacular. Muchas gracias por compartirla en el foro.
Me resultó muy interesante porque de cierta manera se aplica al alternador AR10 que posee la GT22CW (y las JT26 o 333 españolas también).
Aunque hay algo que no termino de comprender sobre el AR10, o mejor dicho, no entiendo el por qué (y me gustaría, de ser posible, que lo aclaremos aquí, ya que veo que hay gente que sabe).
Este alternador, si lo hacemos girar por sí solo, no genera corriente. Para generarla, necesita que se le aplique corriente de excitación sobre el rotor, que creo que en el caso del AR10 consiste en 1 o 2 arrollamientos.
Lo qué no entiendo es por qué esta corriente (generada por el alternador auxiliar D14) es, valga la redundancia, alternada y no continua.
Creo que, siendo corriente alterna, afecta la frecuencia de salida del alternador, aunque en el caso de las locomotoras que nombro, esto tiene poca importancia, ya que:
A- la frecuencia varía constantemente dependiendo de las RPM del diesel.
B- la corriente es rectificada inmediatamente a la salida del alternador, y todo el control de tracción se hace sobre corriente continua.

Tiro también, otra duda más que me queda:
En el caso de las GT22, en el controller (pupitre de mando), hay una pequeña llave que acusa "Campo del generador". Esta llave permite dejar de enviar la corriente de exitación al alternador principal. Aquí se usa, en la mayor parte de los casos, al "armar freno". Es decir, cuando el motor diesel trabaja casi en vacio, moviendo simplemente el compresor/exahustor. (según el manual, en estos casos se debe operar hasta el punto 4). La llave permite que no se generen corrientes parasitarias dentro del alternador, que se disiparían como calor, dañando los arrollamientos.
Ahora, aquí en Argentina otra locomotora (G22), posee esta misma llave. Pero la diferencia está en que la G22 no tiene alternador, sino que tiene un generador de corriente continua (el D25). Por lo que no entiendo de qué forma se logra evitar que genere corriente (¿tal vez simpemente desconectandolo del resto del circuito de control?).

Bueno, espero que alguien pudeda desasnarme.

Slds.
Diego.
Última edición por GT22CW2 el Mar Sep 28, 2004 6:07 pm, editado 1 vez en total
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Notapor tsba » Mar Sep 28, 2004 4:07 pm

hola a diego:
no se si estare en lo correcto, pero a ver si te sirve!!! lo que se debe hacer es, volver el acelerador a vacio. si la alarma se detiene, el rele de la del limite de excitacion ha sido repuesto al colocar el acelerador en vacio, luego el acelerador de volver a la posicion anterior. En caso de que vuelva a sonar la alarma depues de mas o menos un minuto, el acelerador se debe llevar a vacio y luego reabrir. si la alarma persiste despues de mas o menos un munuto se debe independizar la unidad.-
Sldos
Christian.-

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Notapor fccarreño » Mar Sep 28, 2004 7:06 pm

El que el alterador no engendre corriente haciendolo girar solamente se deve, a que el estator tiene los bobinados inducidos, que son los que engendran la corriente, la chicha grande, entonces necesitas colocar una dinamo excitariz o un alternado, en función de la época, con los que conseguir una corriente contínua, que será la que irá al rótor, excitando los bobinados inductores, con la cosa de que aquí se va a tratar de que los bobinados del rotor no cambien de polaridad al girar, engendrando asíun campo magnético giratorio, que va engendrando en los bobinados estatóricos unas corrientes alternas, que cuanta más corriente reciban los bobinados inductores del rótor, mayores valores de tensión e intensidad generará, y por otro lado, a más r.p.m., más frecuencia (Hz) habrá, luego esa frecuencia, depende la loco, a veces dejará de importar, por que en la mayoria de los casos, se rectificará, para pasar a disposición de un equipo de contol y regulación, que a su vez, podrá con regular la corriente en continua, o en alterna, ej, las 319 engendran corriente alterna, luego la rectifican, la controlan electónicamente en contínua, por que los motores son de corriente continua, sin envargo, las 1900 de FEVE, en gendran corriente alterna, la rectifican, la controlan electrónicamente, y sacan una corriente trifásica, de tensión, intensidad, y frecuencia variables, por que en este caso los motores son trifásicos asíncronos.

Espero haber aclarado algo, sino es así, al menos lo he intentado.
Saludos,
Fccarreño
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Notapor GT22CW2 » Mar Sep 28, 2004 7:35 pm

A ver, creo que no me expliqué del todo:

Mis dudas en concreto son:

1- Si el hecho de que la corriente de exitación del AR10 sea alterna afecta la frecuencia de salida del alternador de alguna forma (aunque luego se rectifique).

2- ¿Cómo se impide la generación de corrientes parasitarias en un generador de CC? (como es el D25).

El resto creo que logro entenderlo, dentro de mis escasos conocimientos de electromecánica.

Slds.
Diego.
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Notapor Transcantabrico » Mar Sep 28, 2004 7:53 pm

La cosa es, que tus dudas son sobre un Generador Asincrono, puesto que dices que se le inyecta en el rotor Corriente Alterna (aqui estabamos hablando de Sincronos en los cuales se les introduce Corriente Continua), y el funcionamiento de cara a regulacion difiere un poco con respecto al que 252-045 ha comentado de forma tan clarificadora,al que tu comentas en esa locomotora, que seguro que entenderás mejor en el siguiente capitulo.

Paritendo de esto, intentaré ayudarte sin meter mucho la pata...

:arrow: 1. Al estár hablando de un generador asincrono la pulsacion de la corriente alterna que estamos metiendo en el rotor ajusta la curva de par del motor a las necesidades de traccion que en ese momento tenga la maquina, es decir, la tension y corrientes producidas, para que posteriormente el grupo rectificador de CA a CC cebe correctamente los motores de traccion electricos de CC.

:arrow: 2. El limitar las corrientes parasitarias del generador depende del tipo de rotor que tenga, bien sea Devanado, como es el caso, o bien sea en cortocircuito, que no es este. Lo que se hace en "rotor´s" devanados es costruir un circuito magnetico a base de chapitas colocadas en sitios estratejitos o largeros que lo que hacen es hacerse con esos campos que las producen y asi evitar que el campo inducido en el estator no se diferente al deseado, lo que viene a hacer es atrapar el campo no deseado, que a bajas velocidad, supongo, debido a la intensidad del campo en ese momento sea maxima teniendo que descargar por algun sitio esos excesos que nos perjudican, de ahi el boton que comentas.

Espero haberte aclarado las dudas y mas o menos no haber "contado muchas mentiras"... :oops:
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