Diseño y cálculo electromagnético de motores asíncronos trifásicos por el método de elementos finitos. Aspectos diferenciadores respecto del método clásico. Valores contrastados en la práctica

Resumen

Las máquinas eléctricas son generalmente representadas por un circuito equivalente. El conocomiento de los valores de sus distintos parámetros permite conocer el comportamiento de la máquina, bajo ciertas condiciones de trabajo, por aplicación de las leyes de los circuitos eléctricos. El calculo de los valores de dichos parámetros puede determinarse aplicado la metodología clásica, si bien dadas las simplificaciones con las que se opera, es necesario aplicar una serie de coeficientes experimentales, en general no conocidos, por ser resultado de la experiencia y celosamente guardados por los calculistas de máquinas eléctricas. En la presente tesis, se ha desarrollado una metodología para el cálculo de motores asíncronos de inducción, para su aplicación en elevación, utilizando el método de elementos finitos. Por simulación del comportamiento en vacío y en carga de la máquina, mediante modelos en 2D, se determinan los parámetros del circuito equivalente, con especial dedicación al cálculo de la reactancia de dispersión de las cabezas de bobina del estator y del rotor ( aros de cortocircuito) y al valor de las corrientes por las barras del rotor. Una vez determinados los parámetros y las corrientes de vacío y en carga para potencia nominal, se determina el protocolo motor (curvas de par, potencia, factor de potencia, intensidad,..) en función de la velocidad, con especial dedicación en el cálculo del par e intensidad de arranque y velocidad nominal. Finalmente, y previa construcción del prototipo se validan los resultados obtenidos por el método propuesto con los medidos en el laboratorio de ensayos. El método desarrollado presenta las siguientes ventajas: * El proceso de cálculo es menos dependiente de la experiencia del calculista. * Permite modificar la geometría y propiedades de los materiales del modelo y ver como influyen en las características del motor. * Utilización de un menor d