Quina és la diferència entre una màquina d'inducció amb rotor bobinat i una màquina d'inducció autoexcitada?
Diferències entre els motors d'inducció amb rotor bobinat i els motors d'inducció amb rotor de gaiola
Els motors d'inducció amb rotor bobinat (WRIM) i els motors d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM) són dos tipus comuns de motors d'inducció que difereixen en estructura, rendiment i aplicació. A continuació es mostren les principals distincions entre ells:
1. Construcció del rotor
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
El rotor consta de bobines trifàsiques connectades a circuits externs a través d'anells de desplaçament i escovines. Això permet connectar les bobines del rotor a resistors externs o altres dispositius de control.
La capacitat de regular externament les bobines del rotor proporciona un control més flexible, especialment per a l'arrancada i la regulació de velocitat.
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
El rotor està format per barres d'alumini o cobre fundit disposades en una estructura de gaiola, d'on el nom "motor de gaiola".
Aquest disseny és simple i robust, sense anells de desplaçament ni escovines, resultant en costos de manteniment més baixos. No obstant això, no permet la regulació directa externa de la corrent del rotor.
2. Característiques d'arrancada
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
Durant l'arrancada, es poden inserir resistors en sèrie amb les bobines del rotor per reduir la corrent d'arrancada i augmentar el parell d'arrancada. A mesura que el motor s'accelera, els resistors es redueixen gradualment i finalment es short-circuiten.
Aquest mètode permet un procés d'arrancada més suau, fent-lo adequat per a aplicacions que requereixen un parell d'arrancada elevat, com ara grues, cintes transportadores i bombes grans.
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
En l'arrancada, la corrent del rotor és elevada, provocant una corrent d'arrancada significativa, típicament 6-8 vegades la corrent nominal. El parell d'arrancada és relativament baix, al voltant de 1,5-2 vegades el parell nominal.
Per reduir la corrent d'arrancada, sovint s'utilitzen inductors estrella-triangle o inductors suaus, però el rendiment d'arrancada encara no és tan bo com el dels motors amb rotor bobinat.
3. Control de velocitat
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
Les bobines del rotor es poden regular a través de circuits externs, permetent un ampli rang de control de velocitat. Els mètodes comuns de control de velocitat inclouen el control de la resistència del rotor i el control en cascada.
Encara que aquest mètode no és tan precís com el control de variador de freqüència (VFD), és eficaç per a aplicacions que requereixen una gran variació de velocitat.
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
Els motors de gaiola tradicionals no tenen capacitats de control de velocitat integrades, ja que la seva velocitat es determina principalment per la freqüència de subministrament. Per aconseguir el control de velocitat, normalment es requereix un VFD per variar la freqüència de subministrament.
El control VFD permet un ajust de velocitat precís i continu, però augmenta la complexitat i el cost del sistema.
4. Eficiència i manteniment
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
La presència d'anells de desplaçament i escovines requereix un manteniment més elevat, incloent inspeccions regulars i substitució d'escovines. La fricció dels anells de desplaçament i les escovines també provoca algunes pèrdues d'energia, afectant l'eficiència del motor.
No obstant això, per a aplicacions que requereixen arrancades, frenades o regulació de velocitat freqüents, els avantatges de rendiment dels motors amb rotor bobinat poden superar els costos de manteniment.
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
Sense anells de desplaçament ni escovines, el disseny és simple, requerint un manteniment mínim i oferint una operació fiable a llarg termini.
L'eficiència és generalment més elevada, especialment en condicions de càrrega completa, ja que no hi ha pèrdues mecàniques addicionals per fricció.
5. Àrees d'aplicació
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
Adequat per a aplicacions que requereixen un parell d'arrancada elevat, arrancades/aturades freqüents i control de velocitat, com ara:
Grues
Cintes transportadores
Ventiladors
Bombes
Molins laminadors a l'indústria metallúrgica
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
Ampliament utilitzat en aplicacions industrials estàndard on el control de velocitat o un parell d'arrancada elevat no són crítics, com ara:
Sistemes de climatització
Equips de ventilació
Bombes d'aigua
Cintes transportadores
Maquinària agrícola
6. Cost
Motor d'inducció amb rotor bobinat (WRIM):
Degut a la seva estructura més complexa, el cost de fabricació és més elevat, especialment amb la necessitat de components addicionals com anells de desplaçament, escovines i sistemes de control.
És adequat per a aplicacions d'alt rendiment, on l'inversió inicial pot ser més elevada, però els beneficis de rendiment poden portar a una major productivitat a llarg termini.
Motor d'inducció amb rotor de gaiola (SCIM):
El disseny simple resulta en costos de fabricació més baixos, fent-lo ampliament utilitzat en diversos equips industrials d'ús general.
Ideal per a aplicacions sensibles al cost, especialment aquelles que no requereixen funcions complexes de control o regulació de velocitat.
Resum
Els motors d'inducció amb rotor bobinat i els motors d'inducció amb rotor de gaiola tenen cadascun els seus avantatges i inconvenient. La tria entre els dos depèn de les exigències específiques de l'aplicació. Els motors amb rotor bobinat ofereixen un rendiment d'arrancada superior i un control de velocitat millor, fent-los adequats per a aplicacions que requereixen un parell d'arrancada elevat i canvis de velocitat freqüents. D'altra banda, els motors de gaiola excel·leixen en simplicitat, baix manteniment i cost-effectivitat, fent-los ampliament utilitzats en equips industrials estàndard.
