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1
Control de motores. Introducción
Diferentes esquemas de control del flujo o presión sobre un sistema de bombeo
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2
1/ 2 = Q1/ Q2 = n1/n2T1/T2 = H1/H2 = n12/ n22
Control de motores. Introducción
Control de presión Control de flujo
-
3
Control de motores. Introducción
Actuadores para estiramiento por rodillos (Drives for rolling mills)Demanda alta precisión y alta capacidad de sobre-carga.Rápidos cambios de cargaCupla constante en amplios rangos de velocidad
-
4
Control de motores. Introducción
Direct tension control Closed loop by DC-Drive
-
5
Control de motores. Introducción
Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
Amplio rango de potencias desde fracciones de HP a cientos de HP
Amplio rango de aplicaciones
• Servo-mecanismos. Control de precisión (robótica, maquinas herramientas, etc)
• Variadores de velocidad. Control de flujo (bombeo, flujo de aire, etc)
Red de suministro
MotorElectrónicade potencia
SistemaSeñales de comando
-
6
Control de motores. Introducción
Variador de velocidad (Adjustable-speed drive)
• Control sin precisión de velocidad
• Procesos de control con gran respuesta temporal
Red de suministro
MotorElectrónicade potenciaControlador
Acondicionadorde aire
SalaSet Point
Temperatura y humedad
Temperatura y humedad ambiente
Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
Ejemplo en acondicionamiento de aire
-
7
Servo accionamiento (Servo drive)
•Precisión de velocidad y/o posición
•Tiempo de respuesta rápido
Control de motores. Introducción
Red de suministro
MotorElectrónicade potencia
Sensoresvelocidad / posición
SistemaControlador
Mediciónde variables
Controladordel sistema
Set Point
Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
-
8
Mantenimiento Motor CC
Electrónica de potencia-Motor CC
Mantenimiento Motor AC
Electrónica de potencia-Motor AC
Reducción de costo
Costo actual Costo Futuro
Control de motores. Introducción
-
9
Accionamiento eléctrico en motores de corriente continua (DC drive)
ImánPermanate
Accionamientos de armadura Alimentación de campo
Señales de comando
Accionamientos sobre motores de CC
1 o 3 fases
Motor de CC
Señales de comando
Functional advantages such as high torque at low speed, light weight and low power loss turn DC-drives into the preferred solution for many applications.
-
10
Accionamientos sobre motores de CC
Red
MotorElectrónicade potencia
SensoresVel/pos
Carga Mecánica
Controladorde vel/pos
Set Point
Controladorde corriente
+
-ia
ia* va
Servo accionamiento de continua.Excitación independiente
-
11
m Ea
Cabeza de bobinaLados activos
de bobina
N S Escobillas
Armadura + -
Accionamientos sobre motores de CC
N S 0
SN
B()
S
0 /2
3/2 2
a’a
Principio de funcionamiento
-
12
l v
+
-
e
B
B
v
fq+
Accionamientos sobre motores de CC
N S 0
r
+
- v
m
a
a’
Fuerza Electro-Motriz Inducida (femi)
dedt
.qf q v B
´
( ) ( ). .
( ) 2 . . . ( ).
.am
a m
e B l v
e Bv
Nr
l r
Principio de funcionamiento
-
13
Accionamientos sobre motores de CC
i
B B
i.dl
fem
dl
fem
N S
r
i
i m
F
F a a’
.emf i dl B
2 . . . ( ).( ) 2. ( ).em
TT f r
N l r B i
Fuerza electromagnética. Cupla electromecánica
( ) ( )emf NilB
Principio de funcionamiento
-
14
B()
0
eaa’()=2.l.r.m.B()
0
ea()
Ea
T()
0
Tm
/2 3/2 2
+ -
Ea
N S
F
F
m
+ -
Ea
N S
m
a a’
a
a’
+ -
Ea
N S
F
F
m
a’ a
r
Accionamientos sobre motores de CCPrincipio de funcionamiento Femi- cupla motora
-
15
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación Independiente
N S
campo
armadura
Hipótesis•Despreciable efecto de reacción de armadura
•Linealidad magnética. Sin efectos de saturación
-
16
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación Independiente
ea
LaRa
J
B
m Tm
va
ia
+
-
Característica Tm vs mde estado estacionario
Modelo del motor CC
-
17
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación Independiente
Control de velocidad
Mediante resistencia externa (en serie con la armadura)
m
TmTL
0
Rext1
Rext2 Rext1 < Rext2
Característica nominalRa
-
18
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación IndependienteControl de velocidad
Mediante variación de la tensión de armadura
m
TmTL
0 Característica nominal
Va1 > Va2
Vanominal
Va1Va2
-
19
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación IndependienteControl de velocidadMediante variación del flujo de campo. Debilitamiento de campo
m
TmTL
0 Característica nominal
f2
f1 > f2
f1fnominal
-
20
Accionamientos sobre motores de CC
Excitación Independiente
mN ~2.N
IaNTaN
VaN
PaN
TaN
EaN
fnominal f < fnominal
IaN .Ra
-
21
Accionamientos sobre motores de CC
Modelo dinámico de pequeña señal del motor de cc
-TL+
-
IaVa m
11 . as
Tm
11 . ms
1
aR1B
Ea
-
22
Accionamientos sobre motores de CCModelo dinámico de pequeña señal del motor de cc
-TL+
-
IaVa m
11 . as
Tm
11 . ms
1
aR1B
Ea
-
23
Accionamientos sobre motores de CCRespuesta temporal de la velocidad y la cupla motora
La=12mhRa=0.6
J=5kgm2
B=0.01Nms
Ke=Kaf =1.8
-
24
Accionamientos sobre motores de CCRespuesta temporal de la velocidad con motor de cc
-
25
Accionamientos sobre motores de CC
Time
0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0s1 V(a_in) 2 I(Motor1.R_rot)
-200V
0V
200V
400V1
-40A
0A
40A
80A2
>>
V(Fan1:RPM)150V
200V
250V
SEL>>
velocidad
Tensión y corriente de armadura
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