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CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES

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wal med

on 28 September 2012

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Transcript of CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES

APLICACIONES DE CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES Sistemas de Control de Velocidad de Motores II. Regulación de Velocidad en Motores Un regulador electrónico de velocidad está formado por circuitos que incorporan transistores de potencia como el IGBT (transistor bipolar de puerta aislada) o tiristores, siendo el principio básico de funcionamiento transformar la energía eléctrica de frecuencia industrial en energía eléctrica de frecuencia variable. Esta variación de frecuencia se consigue mediante dos etapas Además aportan los siguientes beneficios:
Mejora el proceso de control y por lo tanto la calidad del producto.
Se puede programar un arranque suave, parada y freno (funciones de
arrancador progresivo).
Amplio rango de velocidad, par y potencia. (velocidades continuas y discretas).
Bucles de velocidad.
Puede controlar varios motores.
Factor de potencia unitario.
Respuesta dinámica comparable con los drivers de DC.
Capacidad de by-pass ante fallos del variador.
Protección integrada del motor.
Marcha paso a paso (comando JOG). III. Variación de la velocidad en motores DC en derivación Las dos maneras más comunes de variar la velocidad de giro de un motor de DC en derivación son: 1. Ajustando el voltaje y la corriente aplicando al devanado de campo. 2. Ajustando el voltaje y la corriente aplicado a la armadura. Control de campo
Este método de control de velocidad tiene ciertas características como lo son:
1. Puede lograrse por medio de un reóstato, ya que la corriente en el devanado de campo es bastante baja debido a la gran resistencia de devanado.
2. Debido al bajo valor de la corriente de campo, el reóstato no disipa mucha energía. Lo que causa una mayor eficiencia en el método.

Control de armadura
A medida que el voltaje y la corriente de armadura aumenta, el motor inicia
a girar con mayor rapidez, lo que normalmente requiere de más par.

De estos dos métodos presentados el más eficiente o útil es el de control de campo. IV. Control Mediante Tiristores La distribución general de un sistema de control de velocidad por SCR que se muestra a continuación. Otras configuraciones que pueden ser aun preferibles al circuito mostrado anterior mente son las siguientes V. Sistema de Control de Velocidad Monofásico (de
Media Onda) En la imagen se puede apreciar un circuito de control de velocidad sencillo de media onda para un motor DC. En forma de expresión matemática esta dada por:


Donde :
Sev es la velocidad de giro en vacío, o sea que el contrapar de la carga tendiente a reducir la velocidad del eje del motor es igual a cero.
Spc es la velocidad de giro a plena carga, o sea que el contrapar de la carga tendiente a reducir la velocidad del motor esta a su máximo. La relación entre velocidad y ángulo de retardo de disparo para este sistema se
presenta gráficamente. La gráfica de velocidad del motor contra par se presenta a continuación, donde se supone una velocidad inicial sin carga de 1500r/min. Supongamos que la velocidad en vació dada por la gráfica ya presenta es
1500r/min y que la velocidad a plena carga es de 1475r/min. Podemos hacer uso de la expresión ya presentada y obtenemos:



Reg. Carga = 0.017 ó 1.7%
Por lo general la gran mayoría de las aplicaciones industriales posee una
regulación de carga en el rango de 1.7%. VI. Sistema de Control de Velocidad Monofásico Otros circuito de control de velocidad viene dado por el siguiente diagrama. VII. Control reversible de Velocidad Existen aplicaciones industriales que requieren que el giro de un motor reversible. Esto es, el motor debe ser capaz de girar tanto en dirección de las manecillas de reloj como en dirección contraria, además de tener velocidad ajustable. La inversión de la dirección de giro puede lograrse de dos formas, presentadas a
continuación:
1. Invirtiendo la dirección de la corriente de armadura, dejando igual la corriente de campo.
2. Invirtiendo la dirección de la corriente de campo, manteniendo igual la corriente de armadura. En la imagen se puede apreciar la forma de invertir la corriente de armadura en un sistema de control de onda completa. Puede lograrse un control reversible de onda completa sin el uso de conmutadores con el uso de tiristores, como se muestra en la imagen. VIII. Sistemas de Manejo Trifásico para Motores DC Para los motores DC mayores de 10 hp, un sistema de manejo trifásico es superior a un sistema de una fase. Pues un sistema trifásico proporciona más pulsaciones de voltaje de armadura promedio. XI. Procesos Industriales y Regulación de Velocidad Para estimar el ahorro es necesario conocer el proceso industrial en que se pretende instalar el regulador de velocidad. No todos los procesos ahorran energía, incluso hay procesos en que la energía no aumenta con la velocidad. Con el fin de
identificar puntos de ahorro en la industria, vamos a ver a continuación las cargas típicas que nos podemos encontrar. En la mayoría de los procesos, se tendrán combinaciones de varios de estos tipos. PAR CONSTANTE PAR CRECIENTE LINEALMENTE CON LA VELOCIDAD PAR CRECIENTE CON EL CUADRADO DE LA VELOCIDAD POTENCIA CONSTANTE Motivos para emplear variadores de velocidad Velocidad como una forma de controlar un proceso Tipos de variadores de velocidad Variador de Velocidad THB Un variador de velocidad puede consistir en la combinación de un motor eléctrico y el controlador que se emplea para regular la velocidad del mismo. La combinación de un motor de velocidad constante y de un dispositivo mecánico que permita cambiar la velocidad de forma continua
El control de procesos y el ahorro de la energía son dos de las principales razones para el empleo de variadores de velocidad. Ventajas en el control de procesos:
Operaciones más suaves.
Control de la aceleración.
Distintas velocidades de operación para cada fase del proceso.
Compensación de variables en procesos variables.
Permitir operaciones lentas para fines de ajuste o prueba.
Ajuste de la tasa de producción.
Permitir el posicionamiento de alta precisión.
Control del Par motor (torque). Variadores mecánicos
Variador de paso ajustable: este dispositivo emplea poleas y bandas
Variador de traccion.
Variadores hidráulicos
Variador hidrostático: consta de una bomba hidráulica y un motor hidráulico.
Variador hidrodinámico: emplea aceite hidráulico para transmitir par mecánico entre un impulsor de entrada
Variador hidroviscoso: consta de uno o más discos conectados con un eje de entrada
Variadores eléctrico-electrónicos. Existen cuatro categorías de variadores de velocidad eléctrico-electrónicos:
variadores para motores de CC.
variadores de velocidad por corrientes de Eddy.
variadores de deslizamiento.
variadores para motores de CA (también conocidos como variadores de frecuencia). Antes de entrar en el análisis de circuitos particulares puede resultar de utilidad adquirir una visión sobre la constitución de un accionamiento moderno, en el cual se puede apreciar el papel que juega el convertidor en su propio contexto.
Un sistema de esta naturaleza se esquematiza en la imagen a continuación, la alimentación puede ser de 50/60 Hz dependiendo de la necesidad.
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