[PRÁCTICA 5: CONTROL PI POR MEDIO DE UN VARIADOR DE VELOCIDAD.] I.T.Q.

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Introducción El Variador de Velocidad (VSD, por sus siglas en inglés Variable Speed Drive) es en un

sentido amplio un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos, hidráulicos, eléctricos o

electrónicos empleados para controlar la velocidad giratoria de maquinaria, especialmente

de motores. También es conocido como Accionamiento de Velocidad Variable (ASD,

también por sus siglas en inglés Adjustable-Speed Drive). De igual manera, en ocasiones es

denominado mediante el anglicismo Driver, costumbre que se considera inadecuada.

La maquinaria industrial generalmente es accionada a través de motores eléctricos, a

velocidades constantes o variables, pero con valores precisos. No obstante, los motores

eléctricos generalmente operan a velocidad constante o cuasi-constante, y con valores que

dependen de la alimentación y de las características propias del motor, los cuales no se

pueden modificar fácilmente. Para lograr regular la velocidad de los motores, se emplea un

controlador especial que recibe el nombre de variador de velocidad. Los variadores de

velocidad se emplean en una amplia gama de aplicaciones industriales, como en

ventiladores y equipo de aire acondicionado, equipo de bombeo, bandas y transportadores

industriales, elevadores, llenadoras, tornos y fresadoras, etc.

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 (sin ser un motor paso a paso) también puede ser designado

como variador de velocidad.

Desarrollo de la Práctica La práctica se desarrollará como sigue:

1. Se debe leer el manual del variador de velocidad con la finalidad de comprender su

funcionamiento.

2. Programar el variador de velocidad en base al funcionamiento deseado

3. Hacer las conexiones pertinentes.

Es muy importante leer el manual del variador de velocidad ya que existen muchas

configuraciones internas y externas que podrían comprometer tanto la seguridad el mismo

como la del equipo externo. Cabe mencionar que no es necesario leer todo el manual para

entender el funcionamiento del variador de velocidad sin embargo se recomienda hacerlo

para evitar retrasos… además la lectura es breve y concreta lo que ayuda a identificar los

posibles problemas y las partes de interés.

A continuación se muestran las secciones de importancia dentro del manual para configurar

el variador de velocidad en su modalidad PI.

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Ahora procede identificar dichas conección y disponerlas físicamente en el variador de

velocidad.

Como se puede observar la retroalimentación del PI se dará en los bornes 2 y 3 siendo éstos

positivo y común respectivamente. También se identifican dos interruptores los cuales se

encargarán de poner en marcha el sistema completo (interruptor 6) y de activar la

modalidad PI (interruptor 8).

Ahora ¿cómo se programa?, bueno pues la interfaz entre el usuario y el variador de

velocidad es la siguiente:

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Ahora se procede a cablear de esa forma el dispositivo.

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Ahora se procede a configurar el variador de velocidad con su modo PI; las instrucciones de

configuración vienen en inglés solamente por lo que se explicará un poco el procedimiento,

es recomendable seguir las instrucciones en inglés ya que se describen los procesos de forma

más detallada.

1. Seleccionar P56 (función de reset) con y dar . Llevar a 1 el valor y

dar .

2. Seleccionar P46 (modo de entrada) y dar valor de 9; esto configura nuestro

dispositivo y sus entradas (interruptores y retroalimentación) en PI

3. Fijar P72 (compensación de deslizamiento)a 0(cero) para deshabilitar la función.

4. Usar p75 (entrada analógica mínima) y p76 (entrada analógica máxima) para escalar

el valor de la retroalimentación al rango del proceso de operación.

nota: es importante que se conozca el valor máximo de voltaje que brindará nuestra

retroalimentación cuando el motor gira a sus rpms nominales según la frecuencia

programada para que el sistema se comporte de forma adecuada.

5. Fijar P83 (referencia del proceso del PI) a 20 como configuración inicial.

6. Verificar las conexiones de TB3-8 con TB3-7 para habilitar o deshabilitar el PI.

7. Verificar las conexiones TB3-6 con TB3-7 para iniciar el sistema y operación del

motor.

Sintonizando el PI.

Los parámetro P81 y P82 son utilizados para configurar como el variador de velocidad

responderá a los errores y fluctuaciones en la retroalimentación.

• P81 (ganancia proporcional) corrige la frecuencia de salida basada en la magnitud del

error.

• P82 (ganancia integral) corrige la salida de frecuencia basada en la longitud de

tiempo en la que el error se ha presentado.

1. Fijar P82 a 0 (cero) y P81 a algún valor bajo.

2. Aplicar un comando de función escalón a través de P83 y monitorear la respuesta de

salida.

3. Incrementar P81 hasta que la respuesta de la salida es considerablemente rápida o

hasta que la salida se haga “ruidosa”

4. Reducir P81 hasta 0 (cero) e incrementar el valor hasta que la respuesta siga limpia.

5. Fijar P82 en un valor bajo.

6. Aplicar un comando de función escalón y monitorear la respuesta de salida.

7. Incrementar P82 hasta que la respuesta sea considerablemente rápida sin “sobre

disparo”.

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Si alguno del valor de esos parámetros es fijado muy alto la respuesta de salida oscilará

alrededor del punto fijado en P83 debido al constante cambio de las cargas aplicadas.

Use P84 para limitar los efectos de esta oscilación mediante el bloqueo de un conteo de

frecuencia cercano al punto de frecuencia de referencia.

Ahora procedemos a la conexión del dispositivo y los elementos externos.

Iniciamos por conectar en estrella el motor de jaula de ardilla y conectar las salidas u/t1,

v/t2, w/t3, al motor como las líneas de alimentación del motor. Conectamos el generador

y el motor mediante una banda (proceso no mostrado en foto) y acoplamos el tacómetro

a la flecha de rotor del motor.

Se conecta el campo del generador. Y las cargas se preparan para ser conectadas al sistema.

Finalmente se conecta la fuente y se procede a hacer las mediciones pertinentes para

sintonizar el PI de forma correcta.

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