Tengo un motor de inducción de jaula de ardilla clasificado a 15 kW, 415 V 50 Hz, 1460 rpm. Quiero aumentar su potencia por encima de los 20 kW.
Voy a rebobinar el mismo motor a 3000 rpm, a una frecuencia de suministro de 250 Hz, manteniendo el mismo campo magnético (campo de espacio de aire promedio) en esta frecuencia más alta.
Si utilizo conductores de una clasificación de corriente más alta, ¿podré alcanzar esta potencia más alta?
Trabajo con robótica y la relación entre potencia y peso es un problema. Con frecuencia he rebobinado los motores para que funcionen a frecuencias más altas, obteniendo 15kW de nuestro motor de 3kw y 24kw de un motor de 3kw al ejecutarlos a 250Hz y 400Hz respectivamente.
Estos han estado funcionando 10 años.
Acabo de enrollar una fase monofásica de 300W a trifásica y ejecutarlo a 12000 rpm. - 1200W de un motor de tamaño de cuadro muy pequeño.
La precaución de que el rotor pueda explotar es prudente, pero cuanto más pequeño es el motor, más puede salir.
Sería más y más circunspecto a medida que aumenta el tamaño del motor.
La velocidad de un motor de inducción trifásico está determinada por el número de polos y la frecuencia de funcionamiento: -
Velocidad síncrona = \ $ \ dfrac {2 \ veces 60 \ veces F} {N} \ $ donde F = frecuencia y N es el número de polos.
El motor en la pregunta tiene cuatro polos basados en la frecuencia de operación indicada. No se ejecutan a una velocidad síncrona, sino un poco menos para inducir realmente la corriente en el rotor. Un motor síncrono tiene CC aplicada al rotor y funcionará a exactamente 1500 rpm, pero un motor de inducción se basa en la inducción y, por supuesto, no puede inducir CC magnéticamente.
Si lo ejecutó a 250Hz (sin alteración) podría esperar que la velocidad aumente 5 veces a 7,500 rpm, entonces, ¿puede rebobinar el motor para que funcione a 3,000 rpm a 250Hz? No, no lo creo.
Si decidiera ejecutarlo a 100Hz (3,000 rpm), ¿tendría problemas? Es casi seguro que está diseñado para funcionar a 1500 rpm y duplicar la velocidad aplica una fuerza centrífuga 4x en los devanados del rotor y es probable que se desmoronen. ¿Por qué un fabricante de motores desarrollaría esta capacidad adicional en un motor?
Fuerza centrífuga = \ $ masa \ radio de tiempo (2 π n / 60) ^ 2 \ $ donde n es la velocidad de rotación en revoluciones por minuto.
Puede ver que la fuerza exterior es proporcional a las revoluciones cuadradas, es decir, duplicar la velocidad y cuadruplicar las fuerzas que actúan sobre los devanados de la jaula de ardilla.
Además, el devanado del rotor de la jaula de ardilla está diseñado para producir propiedades óptimas de campo magnético en la frecuencia de deslizamiento a plena carga en un suministro de 50 Hz.
No, esto no es una buena idea.
Por otra parte, ¿por qué harían rotores diferentes para estatores de dos / cuatro / seis / ocho polos? 3000 rpm es dos polos 50 Hz, dos polos 60 Hz significa 3600 rpm (ignorando el deslizamiento). Apenas una preocupación.
Un devanado de ocho polos daría 3000 rpm a aproximadamente 250Hz (teniendo en cuenta el deslizamiento), por lo que no veo nada principalmente incorrecto con la idea.
Aunque, una mayor potencia se beneficiaría con un hierro de respaldo adicional, por lo que podría ser mejor comenzar con un estator de dos polos (ya que por lo general estos tienen más hierro, debido al polo giratorio más grande y más fuerte) antes de rebobinar.