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Variador de frecuencia para motor

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Zergiio Leviuqse

on 27 May 2015

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Transcript of Variador de frecuencia para motor

Control y E/S
Conceptos básicos sobre variadores para motor trifásico.
Velocidad (n): la velocidad en el eje de un motor asíncrono en rpm, depende del número de polos magnéticos del motor, y la frecuencia f (Hz), de la red de suministro:
Circuitos de control de los diferentes bloques del variador; protección; regulación; entradas y salidas; tanto analógicas como digitales. Además se incluye el interfaz de comunicaciones con buses u otros dispositivos de control y usuario.
Describe the subject's uses.
Variador de frecuencia para motor asíncrono.
Señales de salida
El variador produce tres fases de salida, mediante “troceado” de la contínua; para eso se usan transistores o dispositivos de potencia que actuando como interruptores, generan las señales de salida, con valores de tensión y frecuencia variables, según la regulación:
Conceptos y
definiciones básicas

Un variador de frecuencia es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Un variador de frecuencia es un caso especial de un variador de velocidad.
Red de suministro
Entradas y salidas
Comunicaciones
Salida
Etapa Rectificadora.
Variadores de frecuencia
Es un conmutador electrónico que comunica alternativamente la tensión o intensidad continua del circuito intermedio sobre las fases del motor de C.A. conectado a sus salidas. La disposición más común es el puente trifásico de Graetz y está formado por semiconductores controlables que pueden ser tiristores, tiristores desconectables por puerta (GTO), transistores de potencia, IGBT (transistor bipolar de puerta aislada o MOSFET (transistor de efecto campo de óxido metálico). De los anteriores el que más se está utilizando para motores industriales de BT es el IGBT.
DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN VARIADOR
Ondulador
Convierte la tensión alterna en continua mediante rectificadores de diodos, tiristores, etc.
Etapa intermedia.
Filtro para suavizar la tensión rectificada y reducir la emisión de armónicos.
Instituto Tecnológico de Toluca
Se trata de dispositivos electrónicos, que permiten el control completo de motores eléctricos de inducción; los hay de c.c. (variación de la tensión), y de c.a. (variación de la frecuencia); los más utilizados son los de motor trifásico de inducción y rotor sin bobinar
Acometida de c.a., monofásica en aparatos para motores pequeños de hasta 1,5 kw (2 C.V. aprox), y trifásica, para motores de más potencia, hasta valores de 630 kw o más.
(E/S ó I/O): diferentes conexiones de entradas y salidas de control; pueden ser digitales tipo todo o nada (contactos, pulsadores, conmutadores, contactos de relé…) o analógicas mediante valores de tensión (0…10 V o similares) e intensidad (4…20 mA o similares). Además puede incluir terminales de alarma, avería, etc.
Estos dispositivos pueden integrarse en redes industriales, por lo que disponen de un puerto de comunicaciones, por ejemplo RS-232, RS-485, red LAN, buses industriales (ProfiBus…) o conexiones tipo RJ-45 o USB para terminales externos y ordenadores. Cada fabricante facilita el software de control, directo o mediante bus de comunicaciones. Que permitirá el control, programación y monitorización del variador (o variadores) en el conjunto de aparatos de control empleados.
Conexión al motor, generalmente de tres hilos (U-V-W) para conexión directa en triángulo o
estrella según la tensión del motor.
mediante los reguladores electrónicos de velocidad.
Desde hace aproximadamente 20 años, el elevado desarrollo de la
electrónica de potencia y los microprocesadores ha permitido variar la
velocidad de estos motores, de una forma rápida, robusta y fiable,
Electrónica de Potencia

Variador de frecuencia en motores asíncronos
La elección de la instalación de un convertidor de frecuencia como
método de ahorro energético supone:
¸ Reducción del consumo.
¸ Mejor control operativo, mejorando la rentabilidad y la
productividad de los procesos productivos.
¸ Minimizan las pérdidas en las instalaciones.
¸ Ahorro en mantenimiento (el motor trabaja siempre en las
condiciones óptimas de funcionamiento).
donde:
n = velocidad en rpm
f = frecuencia de la red en Hz
2p= número de pares de polos del motor
Esquivel Dominguez Sergio Alfredo
Linares Guadarama José Eduardo
Ubaldo Aguilar Anai Irais
Natanael Gozález Bautista
Par transmitido por el eje (par motriz): la fuerza de tracción del motor a través del eje, depende principalmente de las expresiones siguientes:
Un regulador electrónico de velocidad está formado por circuitos que
incorporan transistores de potencia como el IGBT (transistor bipolar de
puerta aislada) o tiristores
Profesor: Ing. Jose Luis Avila

donde:
T = par motriz (también suele usarse M o Mm)
K y 9550 = constantes
U = tensión aplicada al inductor (estator)
f = frecuencia en Hz
P = potencia del motor en kW
n = velocidad (real) de giro del motor en rpm
Tensión de arranque inicial: en el arranque de un motor con carga, es necesario aplicar un cierto par inicial mínimo, para garantizar que el motor empiece a girar. Esto se consigue, iniciando la marcha con un valor de tensión determinado UINI, de acuerdo a las relaciones (U/f) y TINI vistas en el apartado anterior:
Esta variación de frecuencia se consigue mediante dos etapas en
serie. Una etapa rectificadora que transforma la corriente alterna en
continua, con toda la potencia en el llamado circuito intermedio y otra
inversora que transforma la corriente continua en alterna, con una
frecuencia y una tensión regulables, que dependerán de los valores de
consigna. A esta segunda etapa también se le suele llamar ondulador.
Todo el conjunto del convertidor de frecuencia recibe el nombre de
inversor.

Como debe saberse, el uso de convertidores de frecuencia añade un
enorme potencial para el ahorro de energía disminuyendo la velocidad del
motor en muchas aplicaciones. 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).
¸ Puede controlar varios motores.
¸ Factor de potencia unitario.
¸ Protección integrada del motor.
Con respecto a la velocidad los convertidores suelen permitir dos tipos
de control:
Control manual de velocidad. La velocidad puede ser establecida o
modificada manualmente (display de operador). Posibilidad de variación en
el sentido de giro.

Control automático de velocidad. Utilizando realimentación se puede
ajustar la velocidad automáticamente. Esta solución es la ideal para su
instalación en aplicaciones en las que la velocidad demandada varía de
forma continua.

Señal de salida tipo PWM (modulación de la anchura de pulso).
Los diferentes pulsos de la salida, son fragmentos de onda rectangular, (con valores positivos y negativos respecto al eje), generan una señal equivalente o tensión eficaz, de forma senoidal; análogamente la intensidad eficaz es casi senoidal. Las frecuencias del troceado se pueden ajustar, para reducir ruidos e interferencias producidas por motor y variador. Las casas comerciales suministran, como opción, filtros que pueden instalarse entre en variador y la red de suministro, para evitar que las señales de ruido puedan salir a la red y afecten a otros aparatos.
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