“Interfaz gráfica en Matlab para calcular el voltaje y la frecuencia de alimentación necesarios para obtener mínimas pérdidas en motores de inducción trifásicos subcargados”

Abstract

En el presente trabajo se incluyeron ecuaciones que representan el comportamiento de los distintos tipos de pérdidas de un motor de inducción jaula de ardilla trifásico cuando se encuentra en estado subcargado (pérdidas eléctricas, magnéticas y mecánicas) en función del voltaje y de la frecuencia de alimentación. Utilizando el circuito equivalente en estado estable del motor de inducción, se incorporan las ecuaciones de las pérdidas del motor para desarrollar otras ecuaciones que permiten calcular el deslizamiento del motor en función del voltaje y frecuencia de alimentación, tipo de carga y porcentaje de la misma. Se formula la función objetivo del problema a optimizar, que para este trabajo es la suma de los distintos tipos de pérdidas del motor de inducción. Además, se incluyen las restricciones de operación del motor tales como corriente máxima, velocidad mínima, límites de voltaje y frecuencia. Se emplea un algoritmo de programación no lineal a partir de una función de Matlab en donde se incluye la formulación desarrollada. Se obtienen los valores de voltaje y frecuencia que evaluados en la función objetivo den el mínimo de dicha función, además de que se cumplan con las restricciones del problema. A estos valores se le denominó valores óptimos. De la formulación planteada en el presente trabajo, se obtiene la corriente, el factor de potencia, la eficiencia, la potencia de entrada y salida, y las pérdidas del motor. Se creó una interfaz gráfica a partir del programa realizado en Matlab. En la interfaz se introdujeron los parámetros del motor analizado y los datos específicos. Se utilizó la interfaz gráficas para analizar los resultados con distintos tipos y porcentajes de carga. En el programa se incluyeron estudios tales como: un análisis económico para obtener el tiempo de recuperación de la inversión y una comparación del comportamiento del motor cuando es alimentado con valores óptimos y valores nominales. Además, se incluye una aplicación para obtener gráficos de los parámetros de pérdidas del motor con distinto voltaje y frecuencia de alimentación.