Desarrollo de un programa para la determinación del régimen dinámico de motores de jaula de ardilla. Aplicación al análisis de los transitorios industriales usuales y a los provocados por averías

Abstract

[ES] Se desarrollará mediante Matlab un programa para la simulación, en el caso más general, del comportamiento dinámico de motores asíncronos de jaula de ardilla con un número arbitrario de barras en el rotor. Se incluirá el efecto de los armónicos espaciales y, a diferencia de otros programas, se tendrá en cuenta la realidad (que supone una gran dificultad para el análisis) de que en el rotor de jaula no hay fases individuales propiamente dichas, es decir, circuitos cerrados recorridos por una misma corriente. Esta primera fase del TFM toma como punto de arranque un Proyecto Fin de Carrera dirigido anteriormente por el primer tutor del presente TFM.

La medida experimental con una mínima precisión de pares transitorios de varios cientos de hercios (e incluso en la región de los kHz) en el eje de una máquina eléctrica requiere un equipo de costo muy elevado, y del que no se dispone en el Departamento (ni tampoco en muchos centros de investigación). Por ello, y para obtener, no obstante, una seguridad razonable en la validez del programa desarrollado, se procederá primero a su comparación con otros varios programas, desarrollados desde una perspectiva física diferente, y que sólo son válidos para estructuras estator-rotor correspondientes a casos más sencillos. Se comprobará que, en todos esos casos más sencillos, los resultados obtenidos son iguales.

A continuación, se aplicará el programa general para el análisis de los transitorios usuales y de los provocados por averías. Entre los primeros se puede citar el arranque del motor en conexión directa a red, el cambio brusco de la carga en el eje o el frenado a contracorriente. Entre los segundos se incluyen, por ej., el cortocircuito y los microcortes. Se establecerán las adecuadas condiciones de contorno que permitan la resolución del problema planteado.

En función del tiempo requerido y de las dificultades que puedan encontrarse, se procederá también, en su caso, a la simulación del comportamiento del motor en el caso industrial de barras rotóricas rotas y su posible detección mediante métodos no invasivos (medida de las corrientes en el estator y su análisis aplicando transformadas tiempo-frecuencia).