7 sistemas de frenado

7/21/2019 7 Sistemas de Frenado

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Sistemas de Frenado Tecsup Agosto 2007

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INDICE

1. Introducción ....................................................................................... 3

2. Objetivos ............................................................................................. 33. Frenado de motores trifásicos asíncronos con rotor

en cortocircuito................................................................................... 33.1. Frenado por electrofreno ..................................................... 43.2. Freno por electroimán..........................................................53.3. Freno electrohidráulico........................................................ 63.4. Freno incorporado en el motor ........................................... 83.5. Frenado por contracorriente ............................................. 103.6. Frenado por inyección de corriente continua................. 123.7. Frenado de motores trifásicos asíncronos con

rotor bobinado..................................................................... 15

3.8. Frenado por electrofreno ................................................... 163.9. Frenado hipersíncrono....................................................... 163.10. Frenado a contracorriente.................................................. 173.11. Frenado por inyección de corriente continua................. 213.12. Frenado por autoexcitación de corriente continua ........ 223.13. Frenado por alimentación desequilibrada ...................... 25

3.13.1. Acoplamiento monofásico................................. 26 3.13.2. Acoplamiento monofásico, con dos

bornes conectados entre sí. ................................ 284. Resumen............................................................................................315. Glosario ............................................................................................. 33



Tecsup Sistemas de Frenado Agosto 2007

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1. Introducción

Si un motor eléctrico se desconecta de la línea de alimentación,debido a la inercia, éste tarda algún tiempo en detenerse e incluso

puede acelerarse o empezar a girar en sentido contrario despuésde parado debido al peso de la carga, como es el caso de grúaspuente, montacargas, ascensores, etc.

Cuando por necesidad del sistema o máquina acoplada a unmotor se desea que esta pare inmediatamente después dedesconectar el motor de la línea de alimentación o bien que sepueda disminuir su velocidad, se recurre a algún tipo o sistemade frenado que haga esto posible.

2.

Objetivos

Al finalizar la unidad el participante debe lograr los siguientesobjetivos:

• Diferenciar los diferentes sistemas que se utilizan para elfrenado de motores trifásicos asíncronos.

• Leer e interpretar los esquemas eléctricos de control parafrenar motores trifásicos asíncronos.

• Seleccionar un sistema de frenado de acuerdo al tipo de motory a la máquina accionada.

•

Identificar las posibles fallas que se pueden presentar en loscircuitos de control para frenar motores.

3.

Frenado de motores trifásicos asíncronos con rotor encortocircuito

En numerosas aplicaciones de los motores trifásicos asíncronos derotor en cortocircuito, es necesario disponer de un sistema seguroque permita frenar el motor en un momento determinado; esdecir, es necesario disponer de un par de frenado. Esto sucede,

por ejemplo, en máquinas herramientas donde la precisión deltrabajo o la seguridad del personal exigen un rápido bloqueo dela máquina accionada y, también durante la operación deascensores.

Los procedimientos más empleados para frenar los motorestrifásicos asíncronos son los siguientes:

•

Frenado por electrofreno.

• Frenado a contracorriente.

• Frenado por inyección de corriente continua.




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Figura 7.1 Motores de inducción

3.1. Frenado por electrofreno

Para el frenado de los motores trifásicos asíncronos, seutilizan tres tipos de frenado por electrofreno que se basanen un sistema de plato móvil solidario al eje del motor, y

de unas zapatas o bandas de frenado que actúan sobre él:

• Freno por electroimán.

• Freno electrohidráulico.

• Freno incorporado en el motor.

En los dos primeros casos de los frenados indicados, elplato esta fijo al eje del motor y las zapatas son accionadas,bien sea por un electroimán o un accionamientoelectrohidráulico; mientras que en el caso de frenoincorporado en el motor, es el plato el que se desliza y




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presiona contra la banda de frenado al desconectar elmotor de la línea de alimentación.

3.2. Freno por electroimán

Este tipo de freno, consiste en un electroimán que puedeser monofásico o trifásico, que se conecta de forma quecuando el motor esté girando, el electroimán está excitadoy mantiene abiertas las zapatas de frenado, permitiendoque el eje del motor gire libremente.

Cuando se desconecta el motor de la línea dealimentación, el electroimán también se desexcita y laszapatas, por mediación de unos resortes antagonistaspresionan sobre el plato, que está fijo al eje del motor,

parándose éste instantáneamente.

Figura 7.2 Freno por electroimán (construcción mecánica)




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Figura 7.4 Freno electrohidráulico (construcción mecánica)

Al energizar el motor principal, también se energiza elmotor del sistema de frenado quien hace girar el rodete dela bomba y ésta manda aceite al cilindro, que eleva supistón y vástago.

Al elevarse el vástago del cilindro, mueve una palanca queacciona las zapatas de frenado, de tal forma que libera elplato del freno y el motor principal pueda girarlibremente.

Cuando se corta la energía al motor principal también sedesconecta el motor del freno, descendiendo el pistón yvástago del cilindro ayudado por un resorte antagonista,con lo cual las zapatas presionan el plato del freno y elrotor del motor principal queda frenadoinstantáneamente.

Al bajar el pistón del cilindro, el aceite regresa al depósito,bien sea directamente o a través de una válvula deretorno.




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Figura 7.5 Freno electrohidráulico (esquema de conexionado)

La ventaja más significativas de este tipo de frenado conrespecto al de electroimán, son su trabajo suave ysilencioso, así como su seguridad de servicio y bajoconsumo, por lo que puede ser empleado en todo tipo demotores, principalmente en los de mediana y granpotencia.

3.4.

Freno incorporado en el motor

En este tipo especial de motores, el rotor que es decortocircuito, es ligeramente troncocónico y estádesplazado un poco con respecto al núcleo del estator, pormedio de un resorte. En el extremo del eje, contrario al deacoplamiento, se coloca un plato, también de formaligeramente troncocónico, que al ser desplazado por elresorte del rotor presiona contra una banda de frenadoque lleva interiormente la carcasa del rotor.




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Cuando el motor no está conectado a la línea dealimentación siempre está frenado, debido al empuje delresorte que presiona el plato contra la banda de frenado;por el contrario, al energizar el motor, los campos

magnéticos del estator y el rotor obligan a este último acentrarse con el primero, dando lugar a un pequeñodesplazamiento del rotor que girará libremente, comoconsecuencia de la liberación del freno.

Figura 7.6 Motor-freno sin tensión

Figura 7.7 Motor-freno con tensión




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Este tipo de motores, aunque más caro que los deconstrucción normal, se suele emplear en máquinasherramientas, elevadores y cualquier otra máquina depequeña potencia que requiera un frenado rápido.

3.5.

Frenado por contracorriente

El sentido de giro del rotor de un motor trifásicoasíncrono, se determina por el sentido del campomagnético giratorio. Cuando el motor está funcionando enun sentido de giro determinado a velocidad de régimen, sise invierten las conexiones de dos de los conductores defase del estator, el sentido de campo giratorio es opuestoal sentido de giro del rotor y el deslizamiento resultasuperior a la unidad. Esta circunstancia provoca un

enérgico par de frenado, ya que el campo giratorio tiendea arrastrar al rotor en sentido contrario al de su marcha.

Como el frenado a contracorriente se opone a la inercia dela carga, este sistema puede emplearse eficazmente paraconseguir rápidas deceleraciones de motores que arrastrancargas de inercia como por ejemplo e máquinasherramientas. En cambio, este sistema de frenado nopuede utilizarse e máquinas elevadoras (grúas,montacargas, ascensores, etc.).

En el frenado a contracorriente, la intensidad de corrientees muy elevada, y la energía que la carga suministra almotor no se comunica a la línea sino que constituye unapérdida que debe disipar el propio motor por lo que en losmotores en que deba aplicarse este sistema de frenadodeberán tenerse en cuenta estas circunstancias, sobre todo,desde el punto de vista de la eliminación de la energíatérmica producida.

En la siguiente figura se representa el esquema de unsistema de frenado, constituido por un circuito de fuerza y

unos circuitos de mando. La resistencia en el circuito defuerza sirve para limitar la intensidad de la corriente defrenado.

Observe que el temporizador determina el tiempo en quese invierten las fases en el estator del motor.




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Circuito de fuerza

1

2

3

4

5

6

K1B

1

2

3

4

5

6

F2F

1 3 5

2 4 6

F1F

M

3

K2B

L1

L2

L3

220V, 60 Hz

M1M

R1A

U1 V1 W1

Circuito de mando

96

95

F2F

A1

A2

22

21

13

14

S2Q

22

21

S1Q

K2B

K1B

13

14

K1B

A1

A2

22

21

K1B

K2B

F3F

L1

L2

57

58

A1

A2

K3T

K3T

Figura 7.8 Freno por contracorriente (Circuito de fuerza y mando)




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3.6.

Frenado por inyección de corriente continua

Este sistema de frenado consiste en desconectar el motorde la línea de alimentación y conectar inmediatamente dos

bornes del estator a una fuente de corriente continua; enestas condiciones, el rotor gira con relación a un campomagnético fijo y su deslizamiento crea un par de frenado.Una vez que el rotor del motor está frenado, se deja desuministrar la tensión continua al estator.

La tensión continua de alimentación ha de ser siempre devalor bajo y se determina únicamente con la resistencia delos devanados estatóricos. Generalmente, la fuente dealimentación es la propia línea de corriente alterna, através de un transformador reductor y de un equipo

rectificador de baja tensión.

El sistema de frenado resulta muy eficaz, ya que es deacción suave y rápida al mismo tiempo. Sobre el sistemade frenado por corriente continua tiene la ventaja de queno se debe tomar la precaución de impedir la inversión demarcha de la máquina accionada. Su principalinconveniente es que se precisa un mayor gasto en loscomponentes que constituyen el equipo.

El valor de la corriente de frenado está generalmentecomprendido entre 1,3 y 1,8 veces la corriente nominal delmotor.

En la siguiente figura se representa el esquema eléctrico defrenado por inyección de corriente continua.




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Figura 7.9 Frenado por inyección de corriente continua (Circuito de fuerza)

Todas las operaciones de arranque y frenado se realizan

por medio de contactores y para evitar calentamientoexcesivo, se debe instalar un interruptor de velocidad F4que desconecte la alimentación de corriente continua unavez que el motor se ha parado.

Interruptor

centrífugo




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Figura 7.10Frenado por inyección de corriente continua (Circuito de mando)




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3.7.

Frenado de motores trifásicos asíncronos con rotorbobinado

Lo mismo que sucede con los motores de rotor en

cortocircuito, en muchas aplicaciones de los motores derotor bobinado, resulta necesario disponer de undispositivo que permita frenar el motor en un momentodeterminado.

Los procedimientos de frenado más empleados en estetipo de motores son:

• Frenado por electrofreno.

• Frenado hipersíncrono.

• Frenado a contracorriente.

•

Frenado por inyección de corriente continua.• Frenado por autoexcitación de corriente continua.

• Frenado por alimentación desequilibrada.

En la Figura 8.11 se observa las partes del rotor y estatordel motor de rotor bobinado.

Figura 7.11 Rotor bobinado con anillos




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Figura 7.11 Motor de rotor bobinado (rotor y estator)

3.8.

Frenado por electrofreno

En este caso es valido todo lo mencionado sobre el temaen los motores de rotor en cortocircuito.

3.9.

Frenado hipersíncrono

Cuando un motor asíncrono funciona a una velocidadmayor que la sincrónica (funcionamiento hipersíncrono),el motor funciona como generador asíncrono, oponiendoun par de frenado. Esto sucede, por ejemplo, en elmovimiento de descenso de una carga en que, además dela velocidad propia del motor de accionamiento,interviene la aceleración de la gravedad: comoconsecuencia, la carga puede llegar a alcanzar unavelocidad superior a la de sincronismo.

También sucede esta circunstancia cuando, durante una

regulación de velocidad, se pretende pasar de unavelocidad elevada, a otra velocidad mucho menor. Enestos casos, se regula el frenado mediante las resistenciasrotóricas.

Este procedimiento de frenado es muy utilizado en lasmáquinas de elevación; por el contrario, su empleo espoco frecuente en el accionamiento de las máquinasherramientas.




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Figura 7.12 Frenado hipersíncrono

3.10.

Frenado a contracorriente

Al igual que el motor de rotor en cortocircuito, esteprocedimiento de frenado consiste en invertir laalimentación de dos fases del devanado del estator,cuando el motor está ya lanzado. El par de frenado puedeajustarse modificando el valor de las resistencias rotóricas:

en el momento de frenado, basta con descortocircutar unaparte o la totalidad de las resistencias rotóricas, paralimitar la intensidad de corriente. En la mayoría de loscasos, se elige un par de frenado comparable al par dearranque. De ninguna forma, debe acoplarse acontracorriente un motor cuyos anillos están encortocircuito, porque la intensidad de corriente en el rotorresultaría demasiado elevada y podría averiar seriamentelos anillos y las escobillas. Es decir que, en el momento dela inversión de las conexiones del estator, es necesariointercalar en el rotor una resistencia elevada que se va

disminuyendo a medida que lo hace la velocidad.

Al principio del proceso de frenado, el deslizamiento sehace sensiblemente igual a 2 y la tensión rotórica es casi eldoble de la medida cuando el motor está parado. Estacircunstancia obliga a tomar precauciones especiales parael aislamiento de la aparamenta y de los bancos deresistencias rotóricas.

En las figuras 7.13-14 se representa el esquema explicativode un equipo para el frenado a contracorriente,

suponiendo un solo sentido de giro del motor. Como




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puede apreciarse, el circuito de potencia es semejante al deun motor para dos sentidos de giro y arranque porresistencias rotóricas, con el cortocircuito automático deéstas.

Figura 7.13Frenado a contracorriente sin inversión del sentido de giro (Circuito de fuerza)

En el circuito de mando, basta con añadir los contactorespara cortocircuitar las resistencias rotóricas, a medida quetranscurre el proceso de frenado.




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Figura 7.14Frenado a contracorriente sin inversión del sentido de giro (Circuito de mando)

En las figuras 7.15-16 se representa el esquema explicativode un equipo para el frenado a contracorriente,suponiendo dos sentidos de giro para el motor. Nóteseque el circuito de potencia es semejante al de la figura 8.13

(un solo sentido de giro); lo que sucede es que, en estaocasión, cada uno de los contactores del inversor actúacomo contactor de frenado, cuando el otro contactor delinversor actúa en marcha normal. Por ejemplo, cuando elmotor gira a izquierdas, se obtiene la parada mediante laacción del frenado, por accionamiento del pulsador demarcha a derechas.




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Figura 7.15Frenado a contracorriente con inversión del sentido de giro (Circuito de fuerza)




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Figura 7.16Frenado a contracorriente con inversión del sentido de giro (Circuito de mando)

3.11.

Frenado por inyección de corriente continua

Este procedimiento de frenado se obtiene separando elmotor de la red de corriente alterna y conectando dos

bornes de su estator sobre una fuente de corrientecontinua. Siguen siendo válidas todas las consideracionesexpuestas sobre este mismo tema y referidas a los motoresde rotor en cortocircuito. Pero, además, sucede que losmotores con rotor bobinado permiten, entre ciertos límites,elegir la velocidad más apropiada para un par de frenadodeterminado.

La potencia disipada en forma de calor en las resistenciasrotóricas es moderada. Si se tiene en cuenta que unfrenado a contracorriente, la potencia rotórica durante el

frenado y que debe disiparse, es prácticamente igual a la




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potencia nominal del rotor, advertiremos que en elfrenado por inyección de corriente continua, lasdimensiones de las resistencias rotóricas pueden reducirseconsiderablemente, lo que significa una importante

ventaja en este procedimiento de frenado.

Generalmente, el valor de la intensidad de corrientecontinua inyectada al estator, está determinada por lascondiciones más desfavorables, es decir motor caliente ytensión de la red a su más bajo valor. Por lo tanto, resultauna sobreintensidad cuando el motor está frío y la redsometida a sobretensión.

Cuando se trata de mando manual, es aconsejable preverun dispositivo temporizador, que corte el frenado después

de un tiempo predeterminado. En efecto, si el dispositivode maniobra se dejara indefinidamente en posición defrenado, el motor y su fuente de corriente sufrirían uncalentamiento excesivo, que podría conducir a sudestrucción; ninguna circunstancia revelaría este peligro,ya que la máquina permanecería en reposo.

3.12. Frenado por autoexcitación de corriente continua

En el frenado por inyección de corriente continua elestator actúa como excitatriz y el rotor como alternador.Parece conveniente utilizar esta tensión rotórica alterna y

rectificarla para alimentar al estator, realizando de estaforma un frenado por autoexcitación.

Siguiendo este procedimiento de frenado se ha diseñado elesquema de la figura 8.17, que corresponde a un equipo deelevación con frenado durante el descenso y que permiteuna velocidad reducida y estable. El rectificador debesoportar permanentemente una intensidad de corrienterotórica próxima a la corriente nominal del motor, conimportantes puntas de corriente y de tensión en losmomentos de cambio de acoplamiento.

En ascenso o en descenso lanzado se cierra el contactor c2y el motor arranca en el momento de la puesta bajotensión de c1 (ascenso) o de c11 (descenso); las resistenciasrotóricas se cortocircuitan progresivamente por medio delos contactores c21 a c24.

En descenso frenado, los contactores c1 y c11 están enreposo; el motor está desconectado de la red, el contactorc2 está abierto y las resistencias de arranque estándesconectadas del circuito. Los contactores c3 y c31 unen

el rotor con el estator, a través del equipo rectificador,




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permitiendo de esta forma un autocebado del sistema defrenado. Para facilitar y acelerar el cebado un pequeñotransformador TR suministra una corriente de aportación.Una resistencia R1 limita la corriente y protege el

transformador en caso de fluctuaciones de la tensiónrotórica.

Las resistencias shuntadas por c32, c33 y c34 permitenregular la velocidad deseada durante el frenado. Si elmotor funciona a par constante, las intensidades decorriente estatórica y rotórica son también constantes. Aun aumento de la resistencia de frenado corresponde unaelevación de la tensión rotórica y la velocidad de régimen.

Las ventajas de este procedimiento son importantes. En

primer lugar se puede obtener una velocidad de frenadolenta, de valor inferior a la décima parte de la velocidadnominal e independiente del par de arrastre. Lasvelocidades intermedias tienen también una estabilidadmuy aceptable.

Para pequeños pares de arrastre, el motor arranca sinlanzamiento previo, además, el par desarrollado alprincipio del frenado del motor lanzado es muyimportante, porque la tensión rotórica es muy elevada.Esta precaución está automáticamente asegurada por elpresente equipo de forma independiente de la maniobradel operario.




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Figura 7.17Esquema explicativo de un equipo para el frenado por autoexcitación decorriente continua, de un motor trifásico asíncrono, con rotor bobinado.

Finalmente, las corrientes en el estator y en el rotor no sonelevadas y se ajustan al valor del par de arrastre que sepretende equilibrar.

Para utilizar el frenado por autoexcitación en un motorcon rotor bobinado, es necesario que las corrientesnominales estatóricas y rotóricas sean comparables. A

veces resulta ventajoso invertir el funcionamiento, es




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decir, rectificar la corriente estatórica si esta es elevada einyectarla al rotor. Los resultados obtenidos sontotalmente comparables.

3.13.

Frenado por alimentación desequilibrada

El motor trifásico asíncrono está proyectado para seralimentado por un sistema trifásico equilibrado detensiones. Entonces, en el estator se origina un flujomagnético de amplitud constante y que gira a la velocidadde sincronismo. Si por un procedimiento cualquiera, estándesequilibradas las tensiones aplicadas a los devanados delas tres fases del estator, el funcionamiento quedaperturbado y en algunos casos se invierte el par motor,trabajando en régimen de frenado.

En el caso más general está demostrado que un sistematrifásico desequilibrado es equivalente a la superposiciónde tres sistemas equilibrados:

• Un sistema simétrico, con sucesión directa de fases.

• Un sistema simétrico, con sucesión inversa de fases.

• Un sistema homopolar, constituido por tres vectoresequipolentes.

En estas condiciones, el motor se comporta exactamente

como un grupo de tres máquinas idénticas al propiomotor y acoplado mecánicamente.

La figura 8.18 representa este conjunto equivalente. Elprimer motor está sometido al sistema directo detensiones, el segundo motor al sistema inverso detensiones. Los pares que desarrollan los motores son desentido opuesto. Las tres fases del tercer motor estánconectados están conectados en paralelo y alimentadas poruna tensión monofásica, de forma que reproduzcan unsistema homopolar.

Las corrientes en el estator de este último motor creancampos magnéticos alternos, de dirección fija. Apareceentonces un polo por fase, es decir, un número de polostres veces mayor que en el caso de funcionamiento normalsobre una red trifásica. Las fuerzas electromotricesinducidas en el secundario son iguales y en fase, en lostres devanados del rotor. En el caso más corriente en queel rotor está conectado en estrella, las tensiones se oponeny no circula corriente por el circuito rotórico. El par esnulo y el motor se calienta debido a las pérdidas por efecto joule.




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No sucede lo mismo si el motor es de rotor encortocircuito o si el rotor está conectado en triángulo. Enestos casos, se establecen corrientes importantes quetienden a fijar la velocidad a una tercera parte de su valor

síncrono, con la condición de que el motor estépreviamente lanzado.

Figura 7.18

Conjunto equivalente al de un motor trifásico asíncrono con rotor bobinado yalimentación desequilibrada.

A partir de una red equilibrada, existen variosprocedimientos que permiten realizar la alimentacióndesequilibrada de un motor:

3.13.1.

Acoplamiento monofásico

Se demuestra que la componente homopolar esnula y que las componentes directa Id e inversa Ii

de la corriente son iguales. En la parada, el




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deslizamiento es igual a 1 para los dos sistemas,los pares directo e inverso son iguales, y el parresultante es nulo.

Si se lanza el motor en sentido directo lascorrientes Id e Ii permanecen iguales entre sí, laimpedancia directa aumenta y la inversadisminuye. El par directo es preponderante y elmotor acelera en el sentido del lanzamiento.

Figura 1.19Acoplamiento monofásico en estrella

(a) y en triángulo (b) de un motor trifásico asíncrono

Todo sucede como si los dos motores ficticiostuvieran sus devanados estatóricos conectados en

serie, con inversión de dos fases de un motor conrelación al otro. (ver figura 7.20).

Figura 7.20Conjunto equivalente de un motor trifásico asíncrono

en acoplamiento monofásico

En conclusión, el acoplamiento monofásicosencillo no constituye un procedimiento de

frenado.




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3.13.2.

Acoplamiento monofásico, con dos bornesconectados entre sí.

El comportamiento del motor es muy diferente si

su borne libre se une a uno de los dos bornesconectados a la red. La figura 8.21 representa lastres secuencias de funcionamiento y la figura 8.22para un motor conectado en triángulo.

Figura 7.21Acoplamiento monofásico, con dos bornes conectados entre sí, de un motor

trifásico asíncrono conectado en estrella (secuencias de funcionamiento)

Figura 7.22Acoplamiento monofásico, con dos bornes conectados entre sí, de un motortrifásico asíncrono conectado en triángulo (secuencias de funcionamiento).




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Se demuestra que la componente homopolar essiempre nula, y que las componentes directa einversa de la tensión son constantes e iguales entresí. Las características de funcionamiento son

independientes del sistema de conexión estrella otriángulo, de los devanados.

En definitiva, el motor se comporta como dosmáquinas que trabajan en oposición y que estánalimentados en paralelo bajo una tensión fija peroreducida.

Durante la parada, los pares Md y Mi son iguales yse anulan, siendo el deslizamiento igual a 1 conrelación a los dos sistemas. A una velocidad

cualquiera, si el deslizamiento es “s” en el sistemadirecto, en el sistema inverso es “2-s”.

Si en estas condiciones, se inserta una resistenciaen el circuito rotórico, el par directo Md disminuyeconstantemente cuando aumenta la velocidad,mientras que el par inverso Mi aumenta de valor.Por consiguiente el par resultante Mf, es un par defrenado.

En resumen este procedimiento no permite un

frenado muy enérgico. Por ejemplo, en aparatosde elevación, la reducción de la velocidad duranteel descenso a plena carga es muy reducida.

Acoplamiento anormal de las fases del rotor

La solución mas empleada es la representada en lafigura 7.23, que consiste en cruzar las conexionesde una sola fase del rotor.




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Figura 7.23 Motor trifásico asíncrono, con el rotor conectado en triángulo y unade las fases con las conexiones cruzadas

En estas condiciones, si U es la tensión entre fases

de la red, el cálculo demuestra que la componentedirecta es igual a

3

U y que las componentes

inversa y homopolar, son iguales a3

2U .

Cuando el motor está parado, el par directo es 1/9del par normal, el par inverso es 4/9 y el parresultante es 1/3. Por lo tanto, sobre unmovimiento de elevación el funcionamiento es

parecido a una contracorriente, pero con menortendencia a la subida de débiles cargas.

Con este acoplamiento, las corrientes absorbidasson muy importantes, especialmente a causa deuna elevada componente homopolar. Por lo tantodebe reducirse la tensión de la red, de forma quela intensidad de corriente en el circuito máscargado no sobrepase unas dos veces el valornominal de la corriente.




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4. Resumen

• Los procedimientos más empleados para frenar los motorestrifásicos asíncronos de rotor en cortocircuito, son: por

electrofreno, a contracorriente y por inyección de corrientecontinua.

• Para el frenado de los motores trifásicos asíncronos, seutilizan tres tipos de frenado por electrofreno que se basan enun sistema de plato móvil solidario al eje del motor, y de unaszapatas o bandas de frenado que actúan sobre él: porelectroimán, electrohidráulico y freno incorporado al motor.En los dos primeros casos indicados, el plato esta fijo al eje delmotor y las zapatas son accionadas, bien sea por unelectroimán o un accionamiento electrohidráulico; mientras

que en el caso de freno incorporado en el motor, es el plato elque se desliza y presiona contra la banda de frenado aldesconectar el motor de la línea de alimentación.

• El freno por electroimán se usa en motores de pequeña ymediana potencia, el freno electrohidráulico puede serempleado en todo tipo de motores, principalmente en los demediana y gran potencia, y el freno incorporado al motor sesuele emplear en máquinas herramientas, elevadores ycualquier otra máquina de pequeña potencia que requiera unfrenado rápido.

•

En el frenado a contracorriente se usa el principio delinversor de giro invirtiendo dos fases de la alimentación yprovocando un enérgico par de frenado. Este sistema puedeemplearse eficazmente para conseguir rápidas deceleracionesde motores que arrastran cargas de inercia como por ejemploe máquinas herramientas.

•

En el frenado por inyección de corriente continua sedesconecta el motor de la línea de alimentación y se conectainmediatamente dos bornes del estator a una fuente decorriente continua; en estas condiciones, el rotor gira conrelación a un campo magnético fijo y su deslizamiento crea unpar de frenado.

• Los procedimientos de frenado más empleados en este tipo demotores son: por electrofreno, frenado hipersíncrono, acontracorriente, por inyección de corriente continua, frenadopor autoexcitación de corriente continua, frenado poralimentación desequilibrada.




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• En el frenado por electrofreno el procedimiento empleado esigual al de rotor en cortocircuito, en el frenado hipersíncronoel motor asíncrono funciona a una velocidad mayor que lasincrónica, el motor funciona como generador asíncrono,

oponiendo un par de frenado.

• En el frenado a contracorriente, se invierten dos fases de laalimentación. El par de frenado puede ajustarse modificandoel valor de las resistencias rotóricas.

• En el frenado por inyección de corriente continua se empleael mismo procedimiento que el motor de rotor encortocircuito.

• En el frenado por inyección de corriente continua el estator

actúa como excitatriz y el rotor como alternador. Parececonveniente utilizar esta tensión rotórica alterna y rectificarlapara alimentar al estator, realizando de esta forma un frenadopor autoexcitación.

• Si las tensiones de alimentación, aplicadas a los devanados delas tres fases del estator, están desequilibradas, elfuncionamiento queda perturbado y en algunos casos seinvierte el par motor, trabajando en régimen de frenado.




5. Glosario

Frenadoelectromagnético

Modo de frenado en el cual la acción del frenosobre la máquina se aplica o suprime por medio de

un electroimán.

Frenado eléctrico Modo de frenado en el cual la acción ejercida sobreuna máquina tiene por efecto hacerle producir laenergía eléctrica que se disipa o se restituye a la redde suministro.

Frenado por inyecciónde corriente continua

Modo de frenado reostático de las máquinas deinducción en el cual la corriente de excitación essuministrada por una fuente separada dealimentación en corriente continua, lo cual permite

que la máquina funcione como generador cuandose la desconecta de la red de alimentación.

Frenado porcontracorriente

Modo de frenado eléctrico de un motor deinducción que consiste en invertir el orden de lasfases de alimentación.

Frenado hipersíncrono Modo de frenado con recuperación de un motor deinducción en el cual el rotor es forzado a girar auna velocidad superior a la velocidad desincronismo.

Motor de inducción derotor en cortocircuito

Motor de inducción en el que un devanadoprimario (estator) se encuentra conectado a lafuente de alimentación y un devanado secundarioen forma de jaula (rotor) es recorrido por corrienteinducida.

Motor de inducción derotor bobinado

Motor de inducción en el que un devanadoprimario (estator) se encuentra conectado a lafuente de alimentación y un devanado secundarioformado por bobinas (rotor) es recorrido por

corriente inducida.

Par de frenado Cualquier par desarrollado por un motor, en elmismo sentido que el par de carga, de manera quese reduzca la velocidad.

7 sistemas de frenado

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