¿Cómo puede aumentar la relación tensión / frecuencia de un motor de inducción la saturación magnética?

Un motor de inducción es como un transformador con el estator del motor actuando como devanado primario y el rotor como secundario. De esta ecuación básica del transformador:

se puede ver que la densidad de flujo pico es proporcional a la tensión dividida por la frecuencia multiplicada por el número de vueltas y el área de la bobina. Una vez que se ha diseñado el estator, el número de vueltas y el área del núcleo se fijan, por lo que la densidad de flujo se determina completamente por la relación del voltaje del estator a la frecuencia, V / f. Un material de núcleo dado (tipo de acero) puede soportar una densidad de flujo limitada. Cuando aumenta la V / f, la densidad de flujo aumenta de manera bastante lineal hasta un punto. Luego, un aumento adicional de V / f da como resultado un aumento menor en la densidad de flujo, de modo que un aumento adicional de V / f aumenta la corriente y el calentamiento del estator sin proporcionar mucha densidad de flujo adicional. Bajo esa condición, se dice que el motor está saturado. Los motores de inducción generalmente se diseñan de modo que el valor nominal de V / f se encuentre en el punto donde la velocidad de aumento de la densidad de flujo en comparación con V / f ha comenzado a disminuir significativamente.

$$ X_L = j \ omega L $$ $$ I = V / X_L = \ dfrac {V} {j \ omega L} $$

Al disminuir la frecuencia, también tenemos que disminuir la tensión para mantener la misma relación V / f (leída: la misma corriente de excitación, el mismo flujo). Si el inductor (cualquiera) entra en la saturación, entonces no puede aumentar más el campo magnético, al menos no en la misma proporción que la permeabilidad relativa, pero solo con la permeabilidad en el espacio libre (como el núcleo de aire), esto es 2000 veces menos que abajo la saturación.