Influencia de la distorsión armónica en el rizado del torque electromagnético de máquinas eléctricas asíncronas

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.15649/2346030X.4655

Palabras clave:

campo magnético rotacional, distorsión armónica, espectro armónico, par electromagnético, máquinas eléctricas

Resumen

El artículo presenta un estudio del impacto de las corrientes armónicas en el par electromagnético de las máquinas eléctricas rotacionales asíncronas, junto con la relación de la ondulación del torque con la forma del campo magnético rotacional. Para esto se realizó el modelado, en Simulink de Matlab, de una máquina trifásica de inducción, la cual se alimentó con corrientes distorsionadas y con el uso de las transformadas de Clarke y Park se obtuvieron las formas del campo magnético rotacional y del torque electromagnético de la máquina; con el fin de realizar los respectivos análisis y comparativos de la forma del torque con la del campo rotativo. Los resultados resaltan cómo los armónicos influyen en las operaciones incorrectas y en las oscilaciones torsionales, pues se observa una relación entre los envolventes del campo magnético rotacional y las ondulaciones en el torque. Se concluye que los armónicos homopolares no generan deformación del torque, mientras que los armónicos de secuencia positiva y negativa si introducen ondulaciones en el par. El estudio pretende mejorar la comprensión de la relación entre el par electromagnético y el campo magnético rotacional, para clarificar los efectos que la distorsión armónica genera en las máquinas de inducción.

Referencias

R. A. de Oliveira and M. H. J. Bollen, “Deep learning for power quality,” Electric Power Systems Research, vol. 214, p. 108887, Jan. 2023, doi: 10.1016/J.EPSR.2022.108887.

P. Remigio-Carmona et al., “Current Status and Future Trends of Power Quality Analysis,” Energies 2022, Vol. 15, Page 2328, vol. 15, no. 7, p. 2328, Mar. 2022, doi: 10.3390/EN15072328.

A. Kutsyk, M. Korkosz, M. Semeniuk, and M. Nowak, “An Influence of Spatial Harmonics on an Electromagnetic Torque of a Symmetrical Six-Phase Induction Machine,” Energies 2023, Vol. 16, Page 3813, vol. 16, no. 9, p. 3813, Apr. 2023, doi: 10.3390/EN16093813.

Gilberto Reyes Calderon, “Armónicos en sistemas de distribución de energía eléctrica.,” Nuevo Leon, 1996.

M. Alizadeh Bidgoli and A. Hajizadeh, “Harmonic distortion effect of large-scale hydropower storage based on doubly fed induction machine in power system,” Emerging Trends in Energy Storage Systems and Industrial Applications, pp. 385–407, Jan. 2023, doi: 10.1016/B978-0-323-90521-3.00017-X.

M. Chowdhury, A. Gebregergis, M. Islam, and T. Sebastian, “Analysis of harmonic contents in induced voltage and electromagnetic torque in interior permanent magnet synchronous machines under loaded condition,” Proceedings of the 2013 IEEE International Electric Machines and Drives Conference, IEMDC 2013, pp. 260–267, 2013, doi: 10.1109/IEMDC.2013.6556262.

Q. CHEN, H. SHENG, and T. ZHANG, “An improved nonlinear onboard adaptive model for aero-engine performance control,” Chinese Journal of Aeronautics, vol. 36, no. 10, pp. 317–334, Oct. 2023, doi: 10.1016/J.CJA.2022.12.005.

X. Chen, J. Hu, K. Chen, and Z. Peng, “Modeling of electromagnetic torque considering saturation and magnetic field harmonics in permanent magnet synchronous motor for HEV,” Simul Model Pract Theory, vol. 66, pp. 212–225, Aug. 2016, doi: 10.1016/J.SIMPAT.2016.02.012.

D. Torres, R. Chaves, S. Cortes, y J. Arcos Legada, «Diseño mecatrónico de una órtesis flexible de rodilla para rehabilitación», RCTA, vol. 2, n.º 40, pp. 134–141, sep. 2022, doi: 10.24054/rcta.v2i40.2361.

J. A. Echeverría-Villar, J. Martínez-Román, and L. Serrano-Iribarnegaray, “Transient harmonic torques in induction machines: Measurement and impact on motor performance,” Electrical Engineering, vol. 94, no. 2, pp. 67–80, Jun. 2012, doi: 10.1007/S00202-011-0216-4.

Z. Chen, T. Shi, Z. Lin, Z. Wang, and X. Gu, “Analysis and Control of Current Harmonic in IPMSM Field-Oriented Control System,” IEEE Trans Power Electron, vol. 37, no. 8, pp. 9571–9585, Aug. 2022, doi: 10.1109/TPEL.2022.3155243.

D. Casadei, G. Serra, A. Tani, and L. Zarri, “Direct Torque Control for induction machines: A technology status review,” Proceedings - 2013 IEEE Workshop on Electrical Machines Design, Control and Diagnosis, WEMDCD 2013, pp. 117–129, 2013, doi: 10.1109/WEMDCD.2013.6525172.

D. . Pérez García, F. . García Reina, y D. . Hernández Eduardo, «Disminución de las pérdidas de energía eléctrica por distribución usando una tecnología novedosa de mediciones y control para la toma de decisiones», RCTA, vol. 2, n.º 34, pp. 144–150, jul. 2019, doi: 10.24054/rcta.v2i34.75.

J. P. . Rojas Suarez, Z. C. . Nieto, y M. . Vergel Ortega, «Eficiencia y modelo de vibraciones en máquina turbogenedor», RCTA, vol. 1, n.º 35, pp. 109–115, feb. 2020, doi: 10.24054/rcta.v1i35.50.

Y. Ortiz Sanchez, E. G. Flórez Serrano, y R. I. Laguado Ramírez, «Simulación multidimencional de transferencia de calor en un compresor de combustión interna en el encendido», RCTA, vol. 3, n.º 2, pp. 155–162, ago. 2020, doi: 10.24054/rcta.v3iEspecial.881.

A. D. . Morales Rojas y I. D. . Bedoya Caro, «Estudio numérico del efecto de las variables de control en la autoignición del gas de síntesis en un motor HCCI estacionario para microgeneración», RCTA, vol. 1, n.º 35, pp. 79–88, feb. 2020, doi: 10.24054/rcta.v1i35.46.

Stephen J. Chapman, “Máquinas eléctricas (5a. ed),” 2012.

H. Marcelo, L. Valarezo, and S. Domingo, “Rectificación de Señales Mediante la Serie de Fourier,” Revista Scientific, vol. 7, no. 25, pp. 178–193, Aug. 2022, doi: 10.29394/SCIENTIFIC.ISSN.2542-2987.2022.7.25.9.178-193.

“1.5.1.- Generación de un campo campo magnético giratorio. | E09.- Máquinas rotativas de corriente alterna.” Accessed: Dec. 29, 2023. [Online]. Available: https://ikastaroak.ulhi.net/edu/es/IEA/E/E09/es_IEA_E09_Contenidos/website_151_generacin_de_un_campo_campo_magntico_giratorio.html.

“IEEE Working Group on Power System Harmonics*,” 1983.

“Convertidor directo | How it works, Application & Advantages.” Accessed: Oct. 30, 2023. [Online]. Available: https://www.electricity-magnetism.org/es/convertidor-directo/.

“An Introduction to Harmonics – Technical Articles.” Accessed: Jan. 16, 2023. [Online]. Available: https://eepower.com/technical-articles/an-introduction-to-harmonics/#.

J. Dariel Arcila, “ARMÓNICOS EN SISTEMAS ELÉCTRICOS.” [Online]. Available: http://www.ieb.com.co.

A. Kutsyk, M. Korkosz, M. Semeniuk, and M. Nowak, “An Influence of Spatial Harmonics on an Electromagnetic Torque of a Symmetrical Six-Phase Induction Machine,” Energies 2023, Vol. 16, Page 3813, vol. 16, no. 9, p. 3813, Apr. 2023, doi: 10.3390/EN16093813.

H. G. Beleiu et al., “Effects of voltage unbalance and harmonics on drive systems with induction motor,” vol. 16, no. 1, pp. 381–391, 2022, doi: 10.1080/16583655.2022.2064670.

J. Hu, Y. Yang, M. Jia, Y. Guan, C. Fu, and S. Liao, “Research on Harmonic Torque Reduction Strategy for Integrated Electric Drive System in Pure Electric Vehicle,” Electronics 2020, Vol. 9, Page 1241, vol. 9, no. 8, p. 1241, Aug. 2020, doi: 10.3390/ELECTRONICS9081241.

H. Wang, C. Li, B. Cai, T. Zhu, N. Chukwuchekwa, and G. Huo, “Effect of Ball Scribing on Relative Permeability of Grain-oriented Electrical Steel,” Acta Metall. Sin. (Engl. Lett, vol. 26, no. 5, pp. 618–622, 2013, doi: 10.1007/s40195-013-0021-3.

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Publicado

01-01-2024

Cómo citar

[1]
L. K. Gualdrón Godoy, A. Pardo-García, L. D. Pabon Fernandez, J. L. Diaz-Rodríguez, y E. A. Caicedo-Peñaranda, «Influencia de la distorsión armónica en el rizado del torque electromagnético de máquinas eléctricas asíncronas», AiBi Revista de Investigación, Administración e Ingeniería, vol. 12, n.º 1, pp. 203–2019, ene. 2024.

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Artículos de Investigación

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