variadores dc y ac

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Introducción a motores eléctricos DC y AC Publicado por José Carlos VillajulcaMiércoles, 02 Diciembre 2009 02:22 0 0 ¡Escribe el primer comentario! Imprimir Email tamaño de la fuente La fabricación de imanes artificiales por medio del paso de corriente eléctrica a través del arrollamiento de bobinas de alambre de cobre sobre un núcleo de metal permeable al flujo magnético, es la base fundamental que ha permitido el desarrollo de los motores eléctricos. CAMPOS MAGNÉTICOS En la figura 1 se muestran algunos imanes artificiales de uso muy difundido. Se observa que tienen dos polos denominados norte (N) y sur (S). Actúan sobre otros materiales magnéticos ejerciendo fuerzas de atracción o repulsión, sin que haya de por medio contacto físico. Figura 1 - Iman Artificial En la figura 2 podemos ver las líneas de campo magnético saliendo del polo norte y retornando por el polo sur. Se observa que dicho campo tiene la capacidad de propagarse por

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Page 1: Variadores DC y AC

Introducción a motores eléctricos DC y ACPublicado por  José Carlos VillajulcaMiércoles, 02 Diciembre 2009 02:22

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La fabricación de imanes artificiales por medio del paso de corriente eléctrica a través del arrollamiento de bobinas de alambre de cobre sobre un núcleo de metal permeable al flujo magnético, es la base fundamental que ha permitido el desarrollo de los motores eléctricos.

CAMPOS MAGNÉTICOS

En la figura 1 se muestran algunos imanes artificiales de uso muy

difundido. Se observa que tienen dos polos denominados norte (N) y sur

(S). Actúan sobre otros materiales magnéticos ejerciendo fuerzas de

atracción o repulsión, sin que haya de por medio contacto físico.

 

Figura 1 - Iman Artificial

En la figura 2 podemos ver las líneas de campo magnético saliendo del

polo norte y retornando por el polo sur. Se observa que dicho campo

tiene la capacidad de propagarse por el aire y ejercerá su influencia

sobre cualquier material permeable magnéticamente (acero, hierro,

otro imán, etc.).

 

Page 2: Variadores DC y AC

Figura 2 - Campo Magnetico

 

En la figura 3 se muestran las fuerzas de atracción (polos diferentes se

atraen) y repulsión (polos iguales de rechazan) que se ejercen entre dos

imanes dependiendo de la posición de sus polos. El término “air gap”

significa “brecha de aire” traducido al español comercial, pero la

traducción técnica es conocido como “entre-hierro”.

 

Figura 3 - Fuerzas de atraccion y repulsion

 

La figura 4 nos muestra la generación de un campo magnético

concéntrico al alambre conductor por el cual fluye corriente continua.

El sentido del campo magnético se determina por medio de la “regla de

la mano izquierda”. Si apuntamos con el dedo pulgar en el sentido de

los electrones, los dedos restantes nos indican la dirección del campo

magnético.

Page 3: Variadores DC y AC

 

Figura 4 - Generacion de un campo magnetico

En el caso de corriente AC, se muestra en la figura 5 la generación de

campo magnético cuando pasa corriente eléctrica alterna a través de

un conductor. Podemos ver que el campo magnético es variable y

depende del valor instantáneo que tiene la corriente. La dirección del

campo magnético cambia cuando lo hace el sentido de la corriente que

pasa por el conductor.

 

Figura 5 - campo magnético cuando pasa corriente eléctrica

alterna

De las figuras 4 y 5 se concluye que:

a) Un campo magnético constante (en valor y dirección) es producido

por corriente DC que pasa por un conductor.

b) Un campo magnético variable (en valor y dirección) es producido por

corriente AC que pasa por un conductor.

Page 4: Variadores DC y AC

Los electro-imanes se implementan con un núcleo magnético,

arrollamiento de alambre conductor y el paso de una corriente continua

por dicho alambre. En la figura 6 se ha dibujado el núcleo en modo

transparente para poder ver con claridad el arrollamiento. La finalidad

de usar el núcleo magnético es conseguir mayor intensidad de campo

magnético.

Figura 6 - núcleo magnético, arrollamiento de alambre

conductor

En la figura 7 se muestra un método para determinar la posición de los

polos norte y sur. Los dedos de la mano izquierda apuntan en el sentido

del flujo de electrones y el pulgar apuntará al polo norte. Obviamente

dicho campo magnético es constante en magnitud y dirección pues la

corriente que pasa por el alambre es continua.

Figura 7 - método para determinar la posición de los polos- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/

Page 5: Variadores DC y AC

curso-variadores-de-velocidad/item/147-introducci%C3%B3n-a-motores-el%C3%A9ctricos-dc-y-ac.html#sthash.TuQXZwOF.dpuf

Inducción de Movimiento en motores eléctricosPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 13 Diciembre 2009 01:47

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INDUCCIÓN DE MOVIMIENTO

 

La información anterior nos enseña que dos imanes experimentan una fuerza de atracción o repulsión cuando se encuentran, cada una, comprendidas dentro del radio de acción de la otra.

También aprendimos la forma de implementar electro-imanes por

medio de un núcleo magnético, arrollamiento de alambre de cobre y

una fuente de alimentación continua o alterna.

 

Por lo tanto se concluye que, si colocamos un electro-imán dentro del

campo magnético de otro, tal como se muestra en la figura 8, y

alimentamos con corriente continua el alambre de cobre (una espira),

ésta experimentará una fuerza en el sentido indicado por el dedo pulgar

de la mano derecha. Tal es el principio de funcionamiento en que se

basan los motores eléctricos de corriente continua.

 

Page 6: Variadores DC y AC

Figura 8 - Principios de Induccion de Movimiento

 

En el caso de inducción de movimiento para motores de corriente

alterna, el principio de funcionamiento se basa en la producción de un

campo magnético giratorio. Si consideramos que el imán de la figura 9

con sus polos N-S puede girar sobre el eje X-Y, y que un disco de cobre

o aluminio que se halla sometido al campo magnético del imán, también

puede girar sobre el mismo eje, entonces tenemos que, si giramos el

imán, su campo magnético gira igualmente, barriendo el disco próximo

a él, con lo cual el campo que ahora es variable, es la causa que según

los principios de inducción magnética, aparezcan en el disco corrientes

inducidas. Estas corrientes reaccionan dando lugar a una fuerza

magnetomotriz con un torque motor suficiente como para vencer el

torque resistente del eje y originar la rotación del disco.

 

Figura 9 - Iman con sus polos N-S girando sobre el eje X-Y

 

Una forma práctica de generar un campo magnético giratorio se

consigue mediante la alimentación, con voltaje alterno trifásico, de un

bobinado también trifásico instalado en un núcleo de material

magnético llamado “estator” , tal como se muestra en la figura 10.

Page 7: Variadores DC y AC

 

Figura 10 - Alimentacian con voltaje alterno trifasico de un

bobinado trifasico (estator)

 

 

A la velocidad de giro del campo magnético se le denomina “velocidad

síncrona”. Dicho campo magnético giratorio corta las varillas de

aluminio del “rotor” que se encuentra instalado al interior del estator,

ver figura 11, sobre las cuales se induce una corriente de rotor que

causará a su vez un campo magnético de rotor, produciéndose una

interacción de campos y provocando el giro del rotor en igual sentido

que el campo magnético del estator, pero a una velocidad ligeramente

menor que la síncrona. Más adelante veremos que a la diferencia de

dichas velocidades se la denomina “deslizamiento”.

Figura 11

Page 8: Variadores DC y AC

- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/159-inducci%C3%B3n-de-movimiento-en-motores-el%C3%A9ctricos.html#sthash.HOTbmIU3.dpuf

Movimiento de Rotación en un Motor DCPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 13 Diciembre 2009 02:02

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MOVIMIENTO DE ROTACIÓN EN EL MOTOR DC

 

La figura 12 nos muestra un primer modo práctico de implementar un motor de corriente continua.

La energía eléctrica continua de entrada es aplicada al conmutador por

medio de las escobillas nombradas como + (positivo) y - (negativo). El

flujo de corriente pasa a la espira (denominada “armadura”), la cual

experimenta fuerzas en los segmentos AB y CD, causando el giro en la

dirección indicada.

 

Page 9: Variadores DC y AC

Figura 12

 

En la figura anterior se muestra a la armadura formada únicamente por

una espira, lo cual no es cierto, pues para aplicaciones prácticas dicha

espira debe ser montada sobre un núcleo magnético tal como se ve en

la figura 13. Debido al paso de corriente a través de la armadura y por

influencia del campo, se induce una fuerza F, la que produce un Par

(Fuerza por distancia) que provoca el movimiento de giro del rotor.

 

Figura 13

 

Existen diversos tipos de motor de corriente continua, pero el motor

más usado a nivel de aplicación industrial, es aquel denominado “motor

DC shunt de excitación independiente”. En la figura 14 se muestra

dicho tipo de motor.

 

Page 10: Variadores DC y AC

Figura 14

 

Observamos que:

 

a) La armadura está conformada por un conjunto de bobinas arrolladas

convenientemente sobre un núcleo laminar de metal magnético, la cual

se encuentra montada y unida a presión sobre una barra de acero

denominada eje. Dicho eje tiene en sus extremos un par de rodajes que

permitan su movimiento de giro y van montados sobre unas tapas

fijadas al estator.

 

b) El campo es un electro-imán conformado por un conjunto de bobinas

arrolladas sobre un núcleo laminar de metal magnético. Dichos núcleos

van montados al interior del estator.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/160-movimiento-de-rotaci%C3%B3n-en-un-motor-dc.html#sthash.7OPE6GN2.dpuf

Características de un motor DC shuntPublicado por  José Carlos VillajulcaViernes, 08 Enero 2010 01:52

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Page 11: Variadores DC y AC

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La figura 15 muestra el esquema de un motor DC shunt de excitación

independiente y su respectivo circuito equivalente. Para facilitar la

comprensión de los conceptos básicos de control de motor DC, el

modelo matemático será tomado de forma idealizada....

 

==> Seguir Leyendo <==- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/172-caracter%C3%ADsticas-de-un-motor-dc-shunt.html#sthash.s4QBkzcC.dpuf

Movimiento de Rotación en el Motor AcPublicado por  José Carlos VillajulcaSábado, 09 Enero 2010 02:27

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Los dos principales grupos de motores AC son los del tipo inducción y

síncrono. Los motores tipo inducción incluyen los monofásicos,

trifásicos y rotor bobinado. Los motores tipo síncrono incluyen los auto-

excitados y DC excitados.

 

De los tipos de motores AC nombrados, el más usado es el motor de

inducción de jaula de ardilla. En la figura 17 podemos ver el motor jaula

de ardilla, en el cual distinguimos que el estator presenta un bobinado

trifásico simétricamente distribuido entre sus ranuras formando un

ángulo de 120° mecánicos.

Page 12: Variadores DC y AC

 

==> Seguir Leyendo <==- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/174-movimiento-de-rotaci%C3%B3n-en-el-motor-ac.html#sthash.ak7BGY7X.dpuf

Características del Motor de Inducción ACPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 10 Enero 2010 21:03

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Para poder estudiar y comprender las características de funcionamiento

del motor de inducción de jaula de ardilla, es necesario tener una

representación matemática que refleje fielmente lo que sucede en su

interior. Suponiendo que el motor trabaja con voltaje y corriente

balanceados, en la figura 20 se muestra un circuito equivalente por fase

del motor de inducción, válido para el régimen permanente.

 

 

==> Seguir Leyendo <==- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/175-caracter%C3%ADsticas-del-motor-de-inducci%C3%B3n-ac.html#sthash.CgaTidyk.dpuf

Principios Básicos De Mecánica para motores industrialesPublicado por  José Carlos VillajulcaMartes, 12 Enero 2010 02:22

Page 13: Variadores DC y AC

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Son  dos  los  parámetros  básicos,  torque  y  potencia,  que  deben  ser

completamente entendidos para aplicar apropiadamente los variadores.

 

TORQUE (T)

 

Es una fuerza aplicada que tiende a producir rotación. Torque (fuerza

de torsión) sin rotación es llamada torque estático, pues no se produce

movimiento.

 

El torque es medido en lb-in o lb-ft. Es el producto de una fuerza en

libras (lb) por la distancia en pulgadas (in) o pies (ft) desde el centro del

punto de rotación. La figura siguiente muestra 120 lb-in (12 pulgadas x

10 libras) o 10 lb-ft de torque.

 

Debido a que la mayor parte de transmisión de potencia se basa en

elementos rotativos, el torque es importante como una medida del

esfuerzo requerido para producir trabajo.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/176-principios-b%C3%A1sicos-de-mec%C3%A1nica-para-motores-industriales.html#sthash.wQW14zhT.dpuf

Fundamento mecanico aplicado a los motores electricos y variadores de velocidadPublicado por  José Carlos VillajulcaSábado, 16 Enero 2010 02:11

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Page 14: Variadores DC y AC

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En general, la mayoría de aplicaciones caen dentro de las siguientes

categorías:

 

A. Torque constante.

B. Potencia constante.

C. Torque variable.

 

A. Torque constante.-

 

Alrededor del 90% de las máquinas industriales de aplicación general

(diferentes a la bombas) son sistemas de torque constante. Los

requerimientos de torque de la máquina son independientes de su

velocidad. Si la velocidad de la máquina se duplica, entonces la

potencia es también duplicada. Ver figura 24.

 

La carga requiere la misma cantidad de torque tanto a baja como alta

velocidad. El torque permanece constante a través de todo el rango de

velocidad, y la potencia aumenta o disminuye en proporción directa a la

velocidad.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/178-fundamento-mecanico-aplicado-a-los-motores-electricos-y-variadores-de-velocidad.html#sthash.7yJj0DoI.dpuf

Formulas eléctricas con ejemplos aplicado a variadores de velocidadPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 17 Enero 2010 02:05

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Page 15: Variadores DC y AC

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En este apartado veremos diversas formulas eléctricas que nos

ayudaran a calcular diversos parametros sobre motores electricos, al

igual que el articulo anterior con las formulas de tipo mecanicas. En las

principales parámetros tenemos la ley de ohm, formula básica de la

electricidad, potencia en circuitos de corriente continua, potencia en

circuitos de corriente alterna, factor de potencia, asi mismo una lista de

las unidades involucradas como su respectiva equivalencia en unidades

similares.

 

La Ley de Ohm .....

====>Seguir Leyendo<====- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/179-formulas-el%C3%A9ctricas-con-ejemplos-aplicado-a-variadores-de-velocidad.html#sthash.VtCbEpzz.dpuf

Variadores de Velocidad de Motores DC: FundamentosPublicado por  José Carlos VillajulcaSábado, 23 Enero 2010 01:35

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Las características de funcionamiento de los motores DC de excitación independiente y el desarrollo de la electrónica de potencia,

Page 16: Variadores DC y AC

han permitido fabricar equipos variadores de velocidad que controlan

prácticamente todos los parámetros importantes del motor, permitiendo

su uso en todo tipo de aplicaciones industriales. Dichas aplicaciones

van desde el control de velocidad del motor hasta el control de su

posición (servo-variadores).

 

Los motores DC tienen numerosos inconvenientes, pues necesitan

alimentaciones de potencia en continua. Además para la misma

potencia, estas máquinas son de dimensiones y costos mayores que los

motores de inducción y necesitan más mantenimiento debido al

conmutador. Las ventajas de los motores DC es que pueden

proporcionar altos pares de arranque, su margen de velocidad es

grande por encima y por debajo de los valores nominales y su

procedimiento de regulación es más sencillo y económico que los

correspondientes a los motores de inducción.

 

Por las razones expuestas líneas arriba, se siguen usando los motores

DC y por lo tanto los variadores de velocidad para dicho tipo de motor

han seguido desarrollándose sobre todo en lo que respecta a su etapa

de control (comunicación por computadora, panel digital de

programación, auto-sintonía, etc.), pues su etapa de potencia

(rectificadores controlados mediante tiristores o transistores)

permanece invariable.

 

 

VARIACION DE VELOCIDAD

 

De las ecuaciónes anteriores se tiene que la velocidad n depende de:

 

 

Page 17: Variadores DC y AC

Por lo tanto, el control de la velocidad de un motor DC se consigue

mediante la variación del voltaje de armadura (Va ) o por variación del

flujo magnético del campo (proporcional a If ).

 

Hasta antes de la llegada de los variadores electrónicos de velocidad

para motores DC, las formas de regular la velocidad eran por

procedimientos que se citan a continuación:

 

a.- Por variación de la tensión en bornes de armadura Va :

 

• Control reostático de la tensión de armadura. Tracción eléctrica.

• Empleando un elevador/reductor.

• Modificando   el   acoplamiento   de   dos   motores   por   medio   de

engranajes.

• Sistema Ward-Leonard.

 

b.-Por variación de flujo de campo

• Reostato de regulación de campo.

 

 

INVERSIÓN DE GIRO DE MOTORES DE DC

 

La inversión de giro de un motor DC se necesita en gran cantidad de

aplicaciones. Para cambiar el sentido de giro hay que variar el campo

magnético en uno de los dos circuitos del motor (armadura o campo).

En la práctica, la variación del sentido del campo magnético se hace

sobre el bobinado de armadura tal como se muestra en la figura 1. En

este caso la posición del interruptor nos permite cambiar el sentido de

la polaridad del voltaje DC que recibe la armadura y por lo tanto

cambiará el sentido de giro del motor.

 

Page 18: Variadores DC y AC

Figura 1

 

 

 

FRENADO DE MOTORES DC

 

El frenado o parada rápida es una de las maniobras más importantes a

realizar en el mando de un motor. Dicho objetivo se puede lograr por:

 

• Frenado    por    recuperación    de    energía    o    también    llamado

regenerativo.

• Frenado reostático o también llamado dinámico.

• Frenado por inversión de corriente de armadura.

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/184-variadores-de-velocidad-de-motores-dc-fundamentos.html#sthash.sAw0sNlJ.dpuf

Etapa de Potencia en variadores de velocidad DC con TiristoresPublicado por  José Carlos VillajulcaLunes, 25 Enero 2010 00:48

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Page 19: Variadores DC y AC

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Usualmente, una unidad de potencia de estado sólido convierte la energía AC de la planta a un voltaje DC ajustable. Este voltaje alimenta a la armadura del motor. La velocidad del motor DC varía proporcionalmente al voltaje de armadura asumiendo:

 

• El motor es suficientemente grande para alimentar a la carga

conectada.

• La corriente de campo del motor es constante.

 

Los motores DC tienen dos componentes principales: armadura y

campo. La interacción de los campos magnéticos de ambos

componentes provocan la rotación del rotor.

 

La etapa puede ser implementado mediante el uso de:

 

- Tiristores

- Transistores.

 

VARIADOR A TIRISTORES

 

Los Rectificadores Controlados de Silicio (SCR) normalmente llamados

“tiristores”, usados en la unidad de potencia convierten voltaje AC a un

voltaje DC controlado. El SCR conduce corriente cuando un pequeño

impulso de voltaje es aplicado a su terminal “gate”, ver figura 2

 

Page 20: Variadores DC y AC

Figura 2

 

 

La mayoría de variadores a tiristor diseñados para operar con

alimentación AC monofásica, tienen 4 tiristores. Las unidades que

operan con alimentación trifásica son frecuentemente construidos con

seis tiristores, ver figura 3.

 

Una variante de dicho diseño incluye el reemplazo de la fila inferior de

tiristores por diodos rectificadores y adicionando un diodo de

conmutación a través de la salida de armadura DC.

 

Figura 3

 

La fuente del campo mostrada en la figura 3 se encuentra

implementada por un puente de diodos, por lo tanto el campo recibe un

voltaje DC fijo de valor igual a su nominal. La armadura recibe voltaje

DC variable, con la finalidad de que el motor trabaje en la región de

torque constante tal como se vio en la figura 16 de la primera parte.

Page 21: Variadores DC y AC

 

Para desconectar físicamente al motor de la unidad de potencia de

estado sólido, se utiliza un contactor (M), ver figura 4. Al energizar la

bobina de control del contactor M, el puente rectificador a tiristores

alimenta a la armadura haciendo que dicha máquina trabaje como

motor impulsando a la carga acoplada a su eje.

 

Cuando se desea tener control de frenado de dicho motor, se puede

frenar rápidamente por medio de una resistencia de frenado dinámico

(Dynamic Brake: DB) a través de la armadura del motor, ver figura. 4.

La bobina de control del contactor M debe ser desenergizada para

permitir que la resistencia DB actúe como una carga de la armadura, la

cual por acción de la inercia de su carga, se ha convertido en

generador. Dicho frenado dinámico sólo es efectivo mientras la

armadura se encuentre en movimiento.

 

Adicionando otro grupo de tiristores (denominados sección reversa)

conectados con polaridad invertida, ver figura 5, el variador obtiene

capacidades regenerativas y puede operar en los cuatro cuadrantes, ver

figura 6.

 

Dicha configuración ofrece operación bidireccional sin el uso de

contactores de inversión y frenado regenerativo controlado.

 

Figura 5

 

Page 22: Variadores DC y AC

Figura 6

 

El frenado regenerativo se entiende como el retorno de energía desde

el motor (durante el instante de frenado se comporta como generador)

hacia la fuente de alimentación AC. Dicha energía debe ser de algún

modo absorbida por la fuente. La figura 6 nos muestra que durante el

frenado, la polaridad de la armadura no cambia pero si el sentido de la

corriente. Esto quiere decir que para el frenado regenerativo el voltaje

de alimentación a la armadura se debe hacer menor que la tensión

contra-electromotriz. Ver ecuación (1-1) de la primera parte.

 

Los variadores a tiristores son los normalmente utilizados en la

industria pues pueden controlar motores DC de fracciones de potencia

hasta decenas de MW.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/185-etapa-de-potencia-en-variadores-de-velocidad-dc-con-tiristores.html#sthash.4vTQE5oE.dpuf

Etapa de Control de variadores de velodicidad DC: Control realimentadoPublicado por  José Carlos VillajulcaMartes, 26 Enero 2010 01:45

Page 23: Variadores DC y AC

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Se presenta el Diagrama de Bloques del variador de velocidad de motor

DC en el cual presentamos las principales partes que la conforman. Ver

figura 8.

 

Figura 8

 

Las partes numeradas se detallan a continuación:

 

#1. Valor de referencia de velocidad ingresando al bloque

comparador. Normalmente es un valor de voltaje proporcionado por

un potenciómetro o señales normalizadas 0-10V / 4-20mA provenientes

de un controlador.

 

#2. Error de velocidad. Es el resultado de la comparación de las

señales denominadas valor de referencia de velocidad y realimentación

de velocidad.

 

#3. Bloque regulador de velocidad. Reacciona con características

proporcional-integral (PI) ante el error de velocidad que recibe a su

entrada. La señal 4 es la salida.

 

Page 24: Variadores DC y AC

#4. Valor de referencia de torque. Denominado así porque se

compara con la realimentación de corriente, la cual es proporcional al

torque que desarrolla el motor.

 

#5. Error de torque. Es el resultado de la comparación de las señales

denominadas valor de referencia de torque y realimentación de

corriente.

 

#6. Bloque regulador de torque. Reacciona con características

proporcional-integral (PI) ante el error de torque que recibe a su

entrada. La señal 7 es la salida.

 

#7. Mando disparo de tiristores. Es la señal DC que se transforma

en pulsos de disparo luego de ingresar al circuito de disparo. El ángulo

de disparo es tal que la potencia DC recibida por la armadura del motor

sea la necesaria para mantener la velocidad del motor al valor de

referencia deseado.

 

#8. Realimentación de corriente. Es la señal que representa a la

corriente de armadura, medida en forma directa por medio de un

transformador de corriente DC o en forma indirecta por medio de una

resistencia de pequeño valor (resistencia shunt).

 

#9. Realimentación de corriente. Es la señal de medida de corriente

de armadura pero en forma indirecta por medio de transformadores de

corriente AC ubicados en la entrada de la etapa de potencia. Dicho

valor de corriente debe ser rectificado por medio de puente de diodos y

transformado en VDC por medio de una resistencia.

 

#10. Realimentación de velocidad. Es la señal de medida de

velocidad en forma indirecta por medio de tomar una muestra del

voltaje de armadura (ver siguiente ecuación 2-2). Dicho valor tiene un

error inherente de velocidad medida debido a la caída Ia ra, razón por

la cual el variador pierde precisión al tratar de controlar la velocidad.

Para minimizar dicho problema se aplica la técnica de Compensación

IxR.

Page 25: Variadores DC y AC

 

#11. Realimentación de velocidad. Es la señal de medida de

velocidad en forma directa. El medidor de velocidad se acopla

directamente al eje del motor. Existen dos tipos de dichos medidores

los que se denominan: Tacogenerador (Dinamo-Tacométrica) y Encoder.

El tacogenerador proporciona una señal tipo voltaje analógico DC

proporcional a la velocidad del eje del motor y con polaridad

dependiendo del sentido de giro. Usar el tacogenerador permite una

precisión de velocidad del orden de ± 0,1%. El encoder proporciona

cuatro señales digitales desfasadas de a dos, los cuales proporcionan

información de velocidad, sentido de giro y posición. Usar el encoder

permite una precisión de velocidad del orden de ± 0,01%.

 

 

Se tiene los siguientes ejemplos:

 

a) Las instrucciones desde una estación de control de operador u otra

entrada, son enviadas hacia el regulador, ver figura 9. El regulador

compara las instrucciones con las realimentaciones de voltaje y

corriente y envía la señal apropiada hacia el circuito de disparo. Dicha

etapa acondiciona los pulsos de disparo que activarán a los Transistores

o tiristores, causando su conducción. En algunos diseños, el regulador y

circuito de disparo están unidos en un solo circuito digital.

 

Figura 9

 

Page 26: Variadores DC y AC

La realimentación de voltaje da una indicación de la velocidad del

motor, y la corriente indica el torque del motor tal como se vio en la

ecuación (1-1) y (1-2) de la primera parte.

 

De dichas ecuaciones y despreciando la caída en la inductancia La se

tiene:

 

 

De la ecuación anterior observamos que la realimentación de voltaje de

armadura V  es una forma indirecta de medir la velocidad n en el motor.

 

Lo ideal sería medir el valor del voltaje contra-electromotriz Ea pero,

eso es imposible, por lo tanto lo mejor es medir el voltaje de armadura

aplicado y restar de ella un voltaje igual a la caída Ia ra ; esto es posible

gracias a que la caída de voltaje en los extremos de cualquier

resistencia es proporcional a la caída en la resistencia de la armadura.

 

Los ajustes típicos en el regulador incluyen: mínima velocidad, máxima

velocidad, límite de corriente (torque), compensación IR (carga) y

ajuste de la tasa de aceleración.

 

b) Para un control más preciso de la velocidad, un encoder o

tacogenerador pueden ser montados en el motor para dar una señal de

realimentación, ver figura 10, que es proporcional a la velocidad actual

del motor. La calidad de estos y del regulador determina la precisión

total del variador.

 

Page 27: Variadores DC y AC

Figura 10

 

En la figura 9 se observa que las bobinas de campo y armadura son

alimentadas por circuitos independientes. Generalmente la

alimentación que recibe el campo es constante, por lo que se facilita la

característica de control de torque, la cual dependerá únicamente de la

corriente aplicada a la armadura.

 

En la figura 11 se representa el modo de control mencionado, el cual es

del tipo “Control Vectorial” pues se tiene la habilidad de controlar

independientemente las corrientes que producen el flujo y torque en un

motor con el propósito de controlar con precisión su torque y potencia.

 

El ángulo “d” es de 90° debido a la posición mecánica entre el

conmutador y las escobillas, por lo tanto el torque es directamente

proporcional a la corriente de armadura (Ia) ya que If es constante.

Observe que al aumentar la carga del motor, la velocidad tiende a

disminuir y por lo tanto el variador debe ser capaz de proporcionar

mayor Ia al motor para compensar dicho incremento de carga y así

mantener la velocidad constante.

 

Page 28: Variadores DC y AC

Figura 11

Trasductores de Velocidad y Corriente para motoresPublicado por  José Carlos VillajulcaMiércoles, 27 Enero 2010 03:05

      

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Los transductores son elementos que cambian una magnitud física a otra, es decir.

 

 

• Magnitud física de velocidad angular se puede cambiar a  una

magnitud física de voltaje.

• Magnitud física de corriente se cambia a voltaje.

• Magnitud   física   de   movimiento  angular  se  cambia   a   voltajes

senoidales.

Page 29: Variadores DC y AC

 

Entre los transductores que se utilizan para medir velocidad tenemos:

 

 

A) ENCODER

 

Los encoder están divididos en dos grupos: incremental y absoluto.

Encoder Incremental, cuentan simplemente el paso de una división del

círculo y entregan salidas pulsantes que permiten almacenar la cuenta

y conocer el sentido de rotación. Este método es conocido como sistema

de salida “A Quad B” y se muestra en la figura 12.

 

Figura 12

 

 

En este método, el sentido de giro se deduce de la presencia de los

frentes de los trenes de impulsos A y B. Una transición de 0 a 1 en “A”

se produce antes que una transición de la misma forma en “B” en un

sentido de rotación, y lo contrario sucede si el giro es en sentido

opuesto, ver figura 13.

 

Durante la rotación del eje, cada vez que pasa por la posición cero se

genera un impulso sincrónicamente con A y B. Los encoder

incrementales producen estos impulsos a partir de dispositivos

fotoeléctricos.

 

La ventaja del encoder incremental es que la posición inicial no es

conocida en el instante de la puesta en marcha.

 

Page 30: Variadores DC y AC

Figura 13

 

Algunos valores nominales de los encoder incrementales son: 1024

pulsos por revolución, 300 pulsos por revolución, etc.

 

Encoder Absoluto, proporcionan una salida digital paralelo que es

generada por un patrón situado sobre un disco rotativo acoplado al eje.

Los sensores empleados en este caso pueden ser contacto eléctricos o

un sistema fotoeléctrico. Pueden utilizarse diversos códigos, siendo el

binario y el Gray los más corrientes y es posible alcanzar resoluciones y

precisiones muy altas, del orden de 16 bits (20 segundos de arco) y

superiores.

 

Este método tiene el inconveniente de su elevado costo y presenta el

problema de la transmisión de los datos en paralelo si el encoder se

halla distante del sistema electrónico de medida.

 

 

B) RESOLVER

 

Page 31: Variadores DC y AC

Resolver, es un transformador rotativo cuya tensión analógica de

salida está relacionada únicamente con el ángulo de su eje. Es, por lo

tanto, un transductor de posición absoluta con un ángulo de rotación de

0 a 360°. Ver figura 14.

 

El resolver como transductor de medida de ángulo presenta diversas

ventajas. En primer lugar, es un dispositivo mecánico robusto que

puede soportar ambientes agresivos de polvo, aceite, temperaturas

extremas y radiaciones. En segundo lugar, por ser un transformador

introduce separación de señal y el rechazo natural de modo común de

las interferencias eléctricas.

 

Figura 14

 

Esta característica, asociada con el echo de que sólo se necesitan

cuatro hilos para la transmisión de datos angulares, hace al resolver

único en la medida de ángulos e idealmente apropiados para operar en

las duras condiciones ambientales propias de la industria pesada y

aeroespacial. Actualmente se dispone de resolvers sin escobillas, que

no necesitan establecer ningún contacto con el rotor, lo que aumenta

en gran medida la duración y fiabilidad del dispositivo.

 

 

C)  TACÓMETROS

 

Page 32: Variadores DC y AC

Tacogenerador (Tach) o Dínamo Tacométrica (DT), es una

máquina eléctrica DC que convierte energía mecánica a energía

eléctrica, es decir que trabaja como generador DC.

 

Sus partes son:

 

Estator conformado por un imán permanente que proporciona el flujo

magnético 0F, y

 

Rotor construido de un núcleo laminado ranurado, sobre el cual se

tienen bobinados de alambres de cobre, los que terminan en el

conmutador y escobillas necesarios para transformar el voltaje inducido

en salida disponible DC. Ver figura 15.

 

Figura 15

 

 

El eje del tacómetro se acopla con el eje del motor del cual se va a

tomar la medida de velocidad. Al girar el motor, su eje arrastra al del

tacómetro, el cual responde en su salida con un voltaje DC

directamente proporcional a la velocidad del motor. Se tiene la

siguiente ecuación que relaciona la velocidad de entrada n (en RPM) y

el voltaje DC de salida Vout del tacómetro:

Ecu 2.3

 

 

Page 33: Variadores DC y AC

D)  TRANSFORMADOR DE CORRIENTE AC

 

Conformado por un núcleo laminado toroidal alrededor del cual se

encuentra el bobinado inducido que viene a ser el secundario. Por el

agujero del núcleo toroidal va el cable de la corriente a medir

(Iprimario), dicha corriente es AC; la corriente de salida se denomina

Isecundario, y también es AC pero de un valor menor, de acuerdo a la

relación de transformación según su placa de datos. La corriente

secundaria debe ser rectificada mediante puente de diodos y convertida

a voltios tal como se muestra en la figura 2-13.

 

Figura 2-13

 

Se tiene la siguiente relación:

Ecu 2.4

 

Donde k1 es la relación de transformación (IPRIMARIO/ISECUNDARIO) nominal y

R es la resistencia de conversión de corriente a voltaje. El

transformador de corriente AC va colocado en la línea de alimentación

a la etapa de potencia y su finalidad es medir en forma indirecta la

corriente DC que consume la armadura.

 

 

E) TRANSFORMADOR DE CORRIENTE DC

 

Page 34: Variadores DC y AC

Se basa en el fenómeno de “efecto Hall” en el que los portadores de

carga que se mueven a través de un campo magnético son forzados

hacia un lado del medio del conductor, luego la distribución no

uniforme de la carga produce una diferencia de potencial de lado a

lado, el cual se denomina Voltaje Hall. En la figura 2-14 se muestra una

aplicación como medidor de flujo de potencia.

 

Figura 2-14

 

 

F) RESISTENCIA SHUNT

 

Conformado por una barra de cobre o bronce, la cual es colocada en

serie con el conductor cuya corriente DC se desea medir. Ver figura 2-

15.

Figura 2-15

Page 35: Variadores DC y AC

 

Se basa en el principio de caída de voltaje que produce una resistencia

al ser atravesada por una corriente (Ley de Ohm).

 

La ecuación que representa la relación es:

Ecu 2.-5

 

Donde k2 es la relación de transformación en mV/Amperios nominales

dada en la placa de datos de dicha resistencia shunt.

 

Se especifica del siguiente modo: k2=20mV/50A, k2=50mV/50A, etc. Lo

cual quiere decir, para el primer caso, que al pasar una corriente

máxima de 50ADC existe una caída de voltaje igual a 20mV en los

bornes de la resistencia shunt.

 

Su ventaja es el costo económico.

 

La desventaja es que no tiene aislamiento entre etapa de potencia y

etapa de control; además es necesario amplificar la señal de salida del

orden de mV a V.

 

En algunas aplicaciones, para conservar el aislamiento entre etapa de

potencia y control, se utiliza una tarjeta convertidora DC/DC la cual

cumple también la función de amplificar la señal de proporcional a la

corriente que va a recibir la etapa de control.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/187-trasductores-de-velocidad-y-corriente-para-motores.html#sthash.wlHWs8zj.dpuf

Control de procesos orientado a motores y variadores de velocidad

Page 36: Variadores DC y AC

Publicado por  José Carlos VillajulcaViernes, 19 Febrero 2010 04:07

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Es un método por el cual un “Proceso” de fabricación puede ser controlado de forma continua y automática, con resultados regulares y coherentes. El control de procesos define el sistema general, sus componentes, y sus respectivas capacidades. El control de procesos puede tener los siguientes nombres.

• Control de lotes (batch) continuos.

• Control de bucle cerrado.

• Control de bomba. Control de nivel.

• Control térmico de zona. Control automático.

 

Se tienen las siguientes ventajas:

 

• La capacidad de fabricar un producto con exactitud repetible.

• El uso mas eficaz y eficiente de las instalaciones de la planta.

• Permite al operador dedicarse a trabajos más productivos y que

requiera mayor destreza.

• Se reducen las tareas aburridas y se evita que haya trabajadores

expuestos a operaciones peligrosas.

• Mayor productividad, menor desperdicio.

 

Control de bucle abierto (sin realimentación)

Se denomina así a un sistema de control que no detecta su propia salida

y por lo tanto no hace correcciones en el proceso. No hay

retroalimentación al sistema de control que le permita a éste regular el

proceso.

 

Page 37: Variadores DC y AC

Control de bucle cerrado (con realimentación)

Ofrece al usuario la capacidad de programar una determinada

operación de modo que se realice en forma regular y coherente. Un

sistema de control que haya sido correctamente preparado hará ello

independientemente de casi todas las influencias (perturbaciones)

externas.

 

El control Proporcional-Integral-Derivativo (PID) tiene como fin

específico mantener la regularidad del proceso y compensar las

perturbaciones externas.

 

Diagrama de Bloques de un Sistema Realimentado

Los sistemas de control se representan usualmente mediante una serie

de bloques interconectados. Los bloques representan las funciones

específicas del sistema. Ver figura 2-16.

 

 

Todo sistema realimentado puede dividirse en cuatro operaciones

básicas:

 

1. Medición de la variable controlada.

La variable controlada puede ser temperatura, velocidad, espesor,

presión de agua, etc. Como elemento de medición se usa un sensor, y la

medición obtenida se convierte luego en una señal compatible con las

Page 38: Variadores DC y AC

entradas del control, por lo general voltaje (0-10V) o corriente (4-

20mA). Esta señal representa a la variable controlada.

 

2. Determinación del error.

Esto se realiza en la sección de comparación.

Error = Vref - Vmedida (2-6)

 

3. La señal de error

Es usada luego por el control para cambiar el torque o la velocidad del

motor.

 

4. La variable controlada

Se emplea después el torque o la velocidad del motor para reducir la

señal de error accionando el control de manera que el valor real de la

variable controlada se aproxime al valor de referencia (Vref). Es

importante notar que los sistemas de control realimentados son

accionados mediante el error; es decir, deberá existir un error antes

que el sistema trate de hacer la corrección respectiva.

 

 

Definición de “P” (Ganancia Proporcional)

 

Es la amplificación que se aplica a la señal de error del proceso y que

va a resultar en una determinada salida del control.

La ganancia proporcional se define como:

 

Donde: Aout= Salida del control

KP= Ganancia proporcional

E= Señal de error del proceso

 

La ecuación (2-7) se puede interpretar como:

 

• La amplitud de la salida del control es función del error del proceso,

multiplicado por la ganancia proporcional.

Page 39: Variadores DC y AC

• Para una determinada magnitud del error, cuanto mayor sea la

ganancia proporcional, mayor será la salida.

• Para  un determinado valor de la ganancia  proporcional, cuanto

mayor sea el error, mayor será la salida.

 

Ver figura 2-17 para aclarar la definición de ganancia proporcional.

 

 

Definición de “I” (Ganancia Integral)

 

La ganancia integral (al igual que la ganancia proporcional) es una

amplificación de la señal de error del proceso, pero depende del

tiempo.

 

Un error de estado estacionario que se mantienen durante un largo

período de tiempo es conocido como desviación (offset o desequilibrio).

La ganancia integral compensa esta desviación o error a largo plazo.

 

La ganancia integral se define como:

 

 

Donde:

Aout= Salida del control.

E= Señal de error del proceso..

At = Cambio en el tiempo.

Page 40: Variadores DC y AC

 

• La salida del control (Aout) es igual a la ganancia integral (ki),

multiplicada por el error acumulado durante un intervalo de tiempo t.

 

• El error de largo plazo se acumula a través del tiempo y la ganancia

integral permite compensar y reducir el error de largo plazo.

 

En general, si usted usara en un proceso tan solo el control

proporcional, la salida del control nunca haría que la variable

controlada sea exactamente igual al valor de referencia. Siempre habría

una pequeña cantidad de error. La característica integral detecta esta

desviación de largo plazo y corrige la salida del control para reducir el

efecto de tal desviación

 

 

Definición de “D” (Ganancia Diferencial)

 

El elemento diferencial es proporcional a la tasa de cambio del error

del proceso. La ganancia diferencial se proporciona para reducir la

sobremodulación (overshoot o sobreimpulso) del control de procesos

durante perturbaciones repentinas de gran magnitud. El elemento

diferencial responde únicamente durante las condiciones transitorias.

 

La ganancia diferencial se define como:

 

 

Donde:

KD: Ganancia Diferencial

AE/At : Cambio en la señal de error del proceso dividida por el cambio

del tiempo.

 

La interpretación de la ecuación (2-9) es:

 

Page 41: Variadores DC y AC

- Al producirse un gran cambio en el error del proceso durante un

período fijo de tiempo, el termino diferencial ejercerá un efecto grande

sobre la salida de control.

 

- Un pequeño cambio en el error del proceso durante un período fijo de

tiempo ejercerá menor efecto sobre la salida del control.

 

En la mayoría de las aplicaciones la ganancia diferencial es raramente

usada. De ser necesaria, se la deberá emplear con sumo cuidado,

puesto que podría provocar inestabilidad.

 

 

Definición de “PID” (Proporcional, Integral, Derivativo)

 

Es la suma total de los tres elementos de ganancia, y puede expresarse

como sigue:

 

 

Se puede interpretar la ecuación anterior:

 

• La ganancia Proporcional es una ganancia de estado estacionario y

está siempre activa.

Page 42: Variadores DC y AC

• La ganancia Integral estará activa solamente ante desviaciones por

errores de largo plazo. No estará activa en el bucle de control cuando

los errores son de breve duración.

• La ganancia diferencial estará activa solamente ante desviaciones por

errores transitorios, de corto plazo. No estará activa en el bucle de

control cuando los errores son de larga duración.

 

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/193-control-de-procesos-orientado-a-motores-y-variadores-de-velocidad.html#sthash.uoa7R0Zb.dpuf

Puesta en marcha de variadores de velocidad DC: comprobacion etapa de potencia y controlPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 21 Febrero 2010 02:30

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Page 43: Variadores DC y AC

CRITERIOS PARA LA PUESTA EN MARCHA

 

Antes de proceder a la puesta en marcha del variador, es imprescindible haber leído el manual respectivo, en donde el fabricante nos proporciona información sobre las pruebas previas a efectuar en las etapas de potencia y control.

El método que presentamos a continuación puede servir como una

referencia de pruebas usadas sobre todo en variadores del tipo

analógicos. Dichas pruebas deben ser realizadas estando el variador sin

alimentación de energía.

 

 

COMPROBACIÓN ESTADO DE LA ETAPA DE POTENCIA

 

Destape el equipo variador y compruebe el estado de los diodos y

tiristores que conforman la etapa de potencia. Observará que se tienen

dos partes, las cuales corresponden a los circuitos de alimentación de

armadura y campo. Utilice un multímetro digital en escala de diodos,

ver figura 2-22. Es importante que tenga conocimiento del tipo de

rectificador controlado implementado por el fabricante.

 

 

 

Page 44: Variadores DC y AC

Revise el estado de los fusibles, los cables de conexión, las borneras de

fuerza, los empalmes, los puentes que sirven para adaptar la etapa de

potencia para diversos niveles de voltajes de alimentación (110VAC,

220VAC, 380VAC, 440VAC), los sensores de corriente y velocidad, etc.

 

Por medio de observación minuciosa determine si existen restos de

suciedad, polvo o humedad. Proceda a la limpieza con un trapo seco

que no deje pelusa o en todo caso con una brocha de pelo de cerda para

evitar problemas de carga estática.

 

Terminado el   procedimiento,  el  equipo variador debe  ser

ensamblado nuevamente y preparado para la siguiente fase.

 

 

COMPROBACIÓN ESTADO DE LA ETAPA DE CONTROL

 

Sin aplicar energía y con ayuda del manual del fabricante, efectuar los

empalmes de conexión a las borneras de potencia y control.

 

La bornera de potencia se puede describir generalmente como sigue:

(Ver figura 2-23)

 

 

En donde:

 

Las borneras L1, L2 y L3 es la entrada de alimentación VAC del nivel de

voltaje ajustado en el procedimiento anterior (se a tomado como

ejemplo un variador de velocidad trifásico que son los más usados a

Page 45: Variadores DC y AC

nivel industrial). Dichos voltajes de línea alimentan a los circuitos

rectificadores de armadura y campo.

 

Las borneras +A y -A son la salida del rectificador que se encargará de

alimentar a la armadura con voltaje DC.

 

Las borneras +F y -F son la salida del rectificador que se encargará de

alimentar con voltaje DC al campo del motor.

 

Durante la comprobación de la etapa de potencia, las salidas de

armadura y campo de la bornera de potencia se conectan a unas

lámparas que simularán, por el momento, la función de dichas bobinas.

 

La bornera de control (ver figura 2-24) se describe como sigue:

 

 

Normalmente:

 

La bornera L1, L2 y L3 es el mismo voltaje que alimenta a la bornera de

potencia (salvo indicación en contrario del fabricante). La entrada

“Run” permite habilitar el funcionamiento del Variador.

 

El potenciómetro Vreferencia es la señal de referencia de velocidad (en

sentido de giro horario el punto deslizante debe unirse con +V)

 

La bornera +DT y -DT es la entrada de la señal de realimentación de

velocidad que normalmente se conecta al tacogenerador, pero en este

Page 46: Variadores DC y AC

caso de prueba, se reemplaza por una fuente de alimentación DC de

valor adecuado.

 

El procedimiento de prueba de la etapa de control es:

 

Ajuste el potenciómetro Vreferencia y la fuente DC al mínimo (sentido

antihorario).

 

El interruptor Parada/Marcha debe estar abierto.

 

Alimentar con voltaje VAC ambas borneras. La lámpara que representa

a la bobina de campo se encenderá inmediatamente.

 

Cierre el interruptor Parada/Marcha. La lámpara que representa a la

armadura debe permanecer apagada (a menos que su ajuste de

velocidad mínima sea diferente de cero).

 

Gire ligeramente en sentido horario el potenciómetro Vreferencia hasta

observar que la lámpara de armadura comience a iluminar. Dicho

incremento de iluminación aumenta lentamente (indicándonos que el

variador tiene rampa de aceleración) hasta que alcanza el máximo

voltaje posible de armadura según placa de datos del variador.

 

Gire lentamente en sentido horario la fuente DC hasta observar que la

lámpara de armadura comienza a apagarse lentamente (indicándonos

que tiene rampa de desaceleración) hasta iluminación mínima.

 

Si el variador responde de la forma indicada líneas arriba se concluye

que la etapa de control se encuentra operativa.

 

Apague el variador y desconecte los empalmes de prueba.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/194-puesta-en-marcha-de-variadores-de-velocidad-dc-comprobacion-etapa-de-potencia-y-control.html#sthash.SPneWYmF.dpuf

Page 47: Variadores DC y AC

Instalación y puesta en marcha de variadores de velocidad DCPublicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 07 Marzo 2010 17:19

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INSTALACIÓN DEL VARIADOR

 

Luego de seguir el procedimiento de prueba, se continúa con la instalación del variador en el lugar designado para el caso, teniendo en cuenta las condiciones de puesta a tierra, distancias con otros equipos, facilidad de operación para el usuario, ventilación etc., tal como indica el fabricante en su manual de instalación. Como ejemplo ver figura 2-25.

No olvide que el motor a ser impulsado por el variador debe haber sido

previamente revisado comprobando que no tenga problemas

mecánicos, falta de asentamiento de escobillas, bajo aislamiento, falta

de ventilación forzada, etc.

 

Siempre es recomendable verificar la placa de datos del motor y

variador. Normalmente el voltaje de salida máxima del variador debe

ser mayor que el del motor para poder ser capaz de proporcionar 150%

de torque adicional durante breves segundos ante cargas de gran

inercia.

 

Page 48: Variadores DC y AC

 

 

PUESTA EN MARCHA

 

La puesta en marcha se realiza con el motor DC instalado como carga

del variador. Las conexiones de las borneras de Potencia y Control

deben ser realizadas según las indicaciones del fabricante del variador

para un óptimo resultado en el control de velocidad del motor.

 

En la actualidad los variadores de velocidad digitales facilitan la puesta

en marcha pues disponen de un teclado y su pantalla respectiva donde

se observan los valores de parámetros a ser ajustados.

 

A continuación mostramos los principales parámetros que normalmente

deben ser ajustados para conseguir un óptimo rendimiento del equipo

variador de Velocidad.

 

 

Page 49: Variadores DC y AC

Realimentación de velocidad

 

Normalmente los fabricantes disponen la posibilidad de usar

realimentación por armadura, tacogenerador o encoder. Se debe

escoger cualquiera de ellas. Todo dependerá de la exactitud con la que

se quiere tener el control de velocidad.

 

 

Velocidad Mínima

Es un potenciómetro interno del variador que se ajusta por única vez. El

potenciómetro Vreferencia debe estar al mínimo (sentido antihorario)

para poder ajustar la velocidad mínima de común acuerdo con la

persona encargada de la supervisión del proceso industrial del que

formara parte el variador

 

 

Velocidad Máxima

 

Al igual que el caso anterior, es un potenciómetro interno del variador.

Su ajuste se efectúa por única vez. El potenciómetro Vreferencia debe

estar al máximo (sentido horario) para poder ajustar la velocidad

máxima.

 

Rampa de aceleración

 

Potenciómetro interno y ajustable por única vez. Su valor depende del

proceso industrial a controlar. Se debe consultar con el responsable.

 

 

Rampa de desaceleración

 

Igual que el caso anterior.

 

 

Límite de corriente

 

Page 50: Variadores DC y AC

Potenciómetro interno y ajustable por única vez. Su valor debe ser tal

que no permita al variador proporcionar corriente de armadura mayor

al valor nominal del motor. Por lo tanto es una protección tanto para el

motor como para la etapa de potencia del variador.

 

Para ajustar correctamente se procede como sigue:

 

a). Potenciómetros Vreferencia y límite de corriente al mínimo.

b). Retire alimentación de campo del motor o trabe el eje.

c). Coloque una pinza amperimétrica en la armadura del motor.

d). Alimente con energía al variador.

e). Potenciómetro  Vreferencia   incremente   lentamente   al   máximo

La corriente de armadura no debe subir demasiado.

f). Ajuste lentamente en sentido horario el potenciómetro de límite

de corriente hasta que el valor medido de la corriente de armadura

sea igual al valor nominal visto en placa de datos del motor.

g). Selle el potenciómetro de límite de corriente para que no se

pueda manipular. Retorne el potenciómetro Vreferencia al mínimo.

h) Apague el variador y destrabe el eje del motor o instale nuevamente

el campo.

 

 

Compensación IxR

 

Potenciómetro interno ajustable por única vez. Sólo se debe usar

cuando la realimentación de velocidad es por medio de voltaje de

armadura. El procedimiento a seguir es:

 

a). Encienda el variador, compensación IxR debe estar al mínimo.

Maniobre Vreferencia hasta que la velocidad del motor sea un valor

conocido. Anote dicho valor. El motor debe estar en vacío ó a carga

mínima.

 

b). Aplique carga máxima al motor. Anote su velocidad, la cual debe ser

menor que el valor en vacío. Incremente ligeramente el potenciómetro

de compensación IxR hasta lograr que la velocidad del motor se

Page 51: Variadores DC y AC

acerque a su valor en vacío. Realice más pruebas para diferentes

cargas y luego selle el potenciómetro compensación IxR.

 

 

Ajuste de Estabilidad

 

Los potenciómetros de estabilidad o sintonía deben estar ajustados tal

como lo indica inicialmente el fabricante del variador. Luego encienda

el variador y manipule la velocidad del motor hasta un valor intermedio.

Aplique carga al motor y observe la reacción del cambio de velocidad

del motor. El variador debe controlar la velocidad del motor sin causar

oscilaciones ante cambios de carga. Siga las indicaciones del

fabricante.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/196-instalaci%C3%B3n-y-puesta-en-marcha-de-variadores-de-velocidad-dc.html#sthash.dwtC1UrO.dpuf

Sintonizacion PID en variadores de velocidadPublicado por  José Carlos VillajulcaMiércoles, 10 Marzo 2010 02:21

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A continuación presentamos algunos ejemplos de sintonización de variadores, con los que pretendemos dar una idea de algunos procedimientos a seguir para lograr que el sistema controlado trabaje de manera óptima.

 

Page 52: Variadores DC y AC

SINTONIZACIÓN MANUAL CON UN MULTÍMETRO

Sintonización Manual Inicial de los Sistemas en General

1. Ajuste la ganancia integral (kj) a 0.

2. Ajuste la ganancia diferencial (kD) a 0.

3. Ajuste la ganancia proporcional (kp) en 20% de su máximo valor.

4. Habilite el control y hágalo funcionar con carga constante. Ajuste el

potenciómetro de valor de referencia al punto medio de su rotación.

5. Observe la señal de realimentación con un multímetro.

6. Incremente (kp) lentamente hasta que la realimentación del proceso

comience a aumentar. El objetivo es hacer que la realimentación

alcance ½ de su rango total de escala completa. En caso que ocurran

oscilaciones, reduzca un poco (kp) y continúe el paso siguiente.

7. Cambie el valor de referencia en un 20% aproximadamente, y

observe la señal de realimentación del proceso (o el motor, si resulta

conveniente).

8.  Si la respuesta ha sido estable, incremente (kp) hasta que la

realimentación del proceso oscile un poco al efectuarse el paso 7.

Disminuya luego lentamente (kp) hasta que la realimentación del

proceso sea estable. Este parámetro estará definido.

 

NOTA: Mientras se opera con carga constante, el valor realimentado no

será igual que el valor de referencia. Esto será sintonizado luego. Ver

figura 2-26.

 

Page 53: Variadores DC y AC

 

9. Habilite el control y hágalo funcionar con una carga constante.

Ajuste la señal de referencia a la mitad de su máximo valor. Maniobre

(kI ) a un valor pequeño, por ejemplo 0,1 Hz. Observe la señal de

realimentación del proceso, la que deberá aumentar lentamente

durante un período de varios segundos hasta alcanzar exactamente el

valor de referencia. Aumente (kI ) para reducir el tiempo que lleva

eliminar el error de estado estacionario. Si el sistema comienza a

oscilar o se hace inestable, reduzca (kI ). Una ganancia integral del

proceso que sea demasiada alta creará fácilmente inestabilidad en casi

cualquier sistema. Use el mínimo valor de ganancia que resulte

necesario para lograr la operación apropiada. Ver figura 2-27.

 

 

Page 54: Variadores DC y AC

10. Si el sistema sigue inestable o responde poco, revise el

dimensionamiento del motor y el control con respecto a la carga.

Compruebe también si el parámetro Velocidad Máxima es

suficientemente alta. En algunos casos dicho parámetro puede ser el

factor limitante, o quizás el conjunto de motor y control resulte

demasiado pequeño para la aplicación.

 

 

 

SINTONIZACIÓN MANUAL CON UN OSCILOSCOPIO

 

Un aumento en la ganancia proporcional (kp) resultará en una

respuesta rápida, y una ganancia proporcional excesiva ocasionará

sobremodulación (sobreimpulso u overshoot) y oscilaciones transitorias

(ringing). Al disminuir la ganancia proporcional se obtendrá una

respuesta más lenta, y mermarán la sobremodulación y las oscilaciones

transitorias provocadas por una ganancia proporcional excesiva. Si la

ganancia proporcional y la ganancia integral se ajustan con valores que

son demasiado próximas uno al otro, puede también ocurrir una

condición de sobremodulación.

 

El valor en Hz de la ganancia integral puede definirse como cualquier

magnitud desde 0 a 10Hz. Al definirse (k¡) como 0, se elimina la

compensación integral, resultando en un bucle de tasa proporcional.

 

Esta selección es ideal para aquellos sistemas en que debe evitarse la

sobremodulación y que no requieran un grado sustancial de “rigidez”

(la capacidad de la unidad de mantener la velocidad de referencia pese

a las cargas de torques variables).

 

Al incrementarse el valor de la ganancia integral se aumenta la

ganancia de baja frecuencia y la rigidez de la unidad; una ganancia

integral excesiva va a producir sobremodulación ante mandos de

velocidad transitorios y puede resultar en oscilaciones. El ajuste típico

es de 1 a 4Hz.

 

Page 55: Variadores DC y AC

Para sintonizar manualmente el control de velocidad proceder de la

siguiente manera, observando con osciloscopio la señal de la variable

medida:

 

1. La ganancia integral debe estar al mínimo (Se define “0” como sin

ganancia integral y “10” como máxima ganancia integral).

2. La ganancia diferencial al mínimo.

3. Ajuste el parámetro (kp) hasta lograr una respuesta adecuada a los

mandos escalonados del valor de referencia.

4. Aumente (k¡) para incrementar la rigidez de la unidad.

 

Es conveniente monitorear la respuesta escalonada de la

realimentación usando un osciloscopio de almacenamiento. Las figuras

siguientes ilustran como se verá en un osciloscopio la respuesta de la

realimentación bajo diversos ajustes de las ganancias. Estas formas de

onda muestran la respuesta durante un mando del punto de ajuste

escalonado desde cero hasta 4/5 de la escala completa.

 

 

La figura 2-28 muestra la respuesta de un bucle de tasa proporcional

cuando la ganancia integral esta definida en 0 Hz. El valor de la

ganancia proporcional es, sin embargo, demasiado bajo.

 

 

 

La figura 2-29 es un ejemplo de una ganancia proporcional excesiva:

note las oscilaciones transitorias en la respuesta de la realimentación

del proceso.

Page 56: Variadores DC y AC

 

 

La figura 2-30 muestra la respuesta óptima para este sistema en

particular (Ganancia proporcional del proceso= 100, y ganancia

integral= 2,00 Hz).

 

 

En la figura 2-31 la ganancia integral fue puesta demasiado alta (2,00

Hz) para el valor de la ganancia proporcional (10). Como resultado, hay

oscilaciones transitorias y sobremodulación excesiva. Por lo tanto

deberá aumentarse la ganancia proporcional del proceso o reducirse la

ganancia integral del proceso.

 

Page 57: Variadores DC y AC

- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/197-sintonizacion-pid-en-variadores-de-velocidad.html#sthash.fy0uvQ6H.dpuf

Métodos de control de velocidad en motores ACPublicado por  José Carlos VillajulcaJueves, 11 Marzo 2010 00:27

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Las características del motor de inducción AC se estudiaron anteriormente, en la cual se llegó a la conclusión que debido a la construcción del motor, es imposible controlar independientemente las corrientes que producen el torque y flujo magnético (ver ecuación 1-7).

Por lo tanto, las prestaciones de control del motor de inducción AC eran

muy pobres comparados con el logrado por el motor DC.

 

Gracias al desarrollo de nuevos tipos de dispositivos de control de

potencia, tal como el Transistor Bipolar de Compuerta Aislada (IGBT) y

Page 58: Variadores DC y AC

las cada vez más potentes herramientas de cálculo usadas con los

microcontroladores, en la actualidad tenemos variadores de velocidad

que logran prestaciones de control iguales al de los motores. A

continuación veremos algunos de los métodos que inicialmente se

trataron de usar para conseguir mejores prestaciones del motor AC.

Observaran que los resultados son muy pobres razón por las cuales no

tienen mucha aplicación.

 

Luego tendremos una breve explicación de los modernos conceptos que

se aplican para conseguir ciertas prestaciones de acuerdo con el tipo de

proceso a controlar.

 

 

CONTROL POR VARIACIÓN DE VOLTAJE

 

La figura 3-1 muestra como resultado la característica torque vs

velocidad de un motor de inducción cuando la tensión aplicada a su

armadura es variable, manteniendo la frecuencia constante.

 

 

De esta figura queda claro que cuando la tensión de alimentación

disminuye, el torque también disminuye, lo cual no es aceptable si se

desea controlar velocidad del motor. De la ecuación (1-7) se observa

que tanto IM como I2 , son directamente proporcionales a la tensión de

Page 59: Variadores DC y AC

alimentación. Como en este tipo de control el torque varía

aproximadamente con el cuadrado de la tensión de armadura, para

V<Vnom. Entonces para V> Vnom puede ocurrir saturación del núcleo

magnético.

 

En general el control de tensión de la alimentación no es recomendado

para aplicaciones prácticas.

 

 

CONTROL POR VARIACIÓN DE FRECUENCIA.

 

La figura 3-2 muestra la característica torque vs. velocidad de un motor

de inducción para varias frecuencias de alimentación y tensión

constante.

 

El aumento en la frecuencia de alimentación, asumiendo tensión

constante, hace que la corriente de magnetización IM disminuya en

proporción inversa, haciendo disminuir el torque generado.

 

Por otro lado, una disminución de la frecuencia no hace aumentar

mucho el torque, luego que IM aumenta demasiado y entra en la región

de saturación.

 

Page 60: Variadores DC y AC

 

 

El control de frecuencia de alimentación sólo tiene aplicación práctica,

cuando se desea operar con el campo atenuado y encima de la

velocidad base (nominal).

 

 

CONTROL VARIACIÓN DE LA RESISTENCIA DEL ROTOR.

 

La figura 3-3 muestra la característica torque vs. velocidad de un motor

de inducción, para varias resistencias de rotor.

 

Page 61: Variadores DC y AC

 

 

Observe en esta figura que el valor máximo del torque se mantiene en

el rango de r2n < r2 < r2c (r2n:resistencia nominal y r2c : resistencia

crítica). En realidad  r2  podría ser menor que r2n , sin embargo en este

caso puede ocurrir sobre corriente excesiva para el arranque de la

máquina.

 

Por las características mostradas en la figura 3-3 se puede notar que

este tipo de control puede tener aplicaciones prácticas. El problema es

que para tener acceso al rotor y poder variar la resistencia r2 , es

necesario que el mismo sea del tipo bobinado y existan anillos

deslizantes lo cual lo hace de mayor tamaño, costoso y de

mantenimiento excesivo.

 

 

CONTROL DE VELOCIDAD TIPO V/F CONSTANTE.

 

De los tres métodos de control vistos, solamente el último es viable

cuando se desea torque máximo en todo el rango de variación de

velocidad. Sin embargo para motores con rotor del tipo jaula de ardilla

este control no puede ser aplicado.

 

Page 62: Variadores DC y AC

Comparando la expresión del torque dado en la ecuación (1-7) con la

del motor DC (ecuación 1-3) notamos que IM corresponde a la corriente

Ip (campo), mientras que I2 corresponde a la corriente de armadura Ia.

Por otro lado, se tiene que:

 

 

o en el caso de los valores nominales

 

 

 

donde se tiene que:

 

 

es una relación, cuyo valor debe ser igual al flujo magnético máximo en

la máquina, multiplicado por una constante.

 

Para tener el control del torque constante la tensión y la frecuencia

deben ser variables, justo lo necesario para que flujo magnético sea

controlado y mantenido a su valor máximo. Esto puede ser conseguido

si la tensión y frecuencia varían de tal forma que:

 

 

 

Haciendo este tipo de control, las características torque vs. velocidad

de un motor de inducción queda como se muestra en la figura 3-4. Con

esto, por lo menos para el régimen permanente, el motor de inducción

pasa a tener características de operación similar al de un motor DC.

 

Page 63: Variadores DC y AC

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/198-m%C3%A9todos-de-control-de-velocidad-en-motores-ac.html#sthash.WindV4gS.dpuf

Tipos de variadores de velocidad en motores ACPublicado por  José Carlos VillajulcaSábado, 13 Marzo 2010 00:44

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Para propósitos generales, los controladores de variadores AC de frecuencia ajustable son fabricados en tres tipos: Voltaje de Entrada Variable (VVI), Entrada de Fuente de Corriente (CSI) y Modulación por Ancho de

Page 64: Variadores DC y AC

Pulso (PWM). Cada uno tiene ventajas características especificas.

 

Voltaje de Entrada Variable (VVI).-

 

Aunque este diseño fue común en la década de los 70s y comienzos de

los 80s, es hoy en día limitado para aplicaciones especiales tal como

variadores que desarrollan alta velocidad (400 a 3 000 Hz).

 

El diseño VVI, recibe voltaje AC de la planta, lo rectifica y controla,

desarrollando un voltaje DC variable hacia el amplificador de potencia

(etapa inversora). El amplificador de potencia invierte el voltaje DC

variable a frecuencia variable y voltaje variable AC. Esto puede ser

realizado por transistores de potencia o SCRs.

 

La salida de voltaje desde una unidad VVI es frecuentemente llamada

“onda de seis pulsos”. El VVI fue uno de los primeros variadores AC de

estado sólido que tuvo aceptación general. Ver figura 3-5.

 

 

Inversor Fuente de Corriente (CSI).-

 

Se usa en variadores con potencias mayores a 50HP. Las unidades CSI

se encuentran bien situadas para el manejo de bombas y ventiladores

como una alternativa de ahorro de energía para el control de flujo.

 

Capaces de trabajar con eficiencias cercanas a los variadores DC, el

diseño CSI ofrece economía sobre las unidades VVI y PWM para

aplicaciones en bombas, ventiladores y similares. El CSI ofrece

capacidad de regeneración. Con una sobre carga, el controlador

alimenta energía de retorno al sistema AC. Ver figura 3-5.

 

 

Modulación por Ancho de Pulso (PWM).-

 

Page 65: Variadores DC y AC

Muchas unidades PWM (frecuentemente llamadas “variadores V/Hz”)

ofrecen operación a cero velocidad. Algunos proporcionan rango de

frecuencias cercanos a 200:1. Este amplio rango es posible pues el

controlador convierte voltaje de entrada AC a un voltaje DC fijo por

medio del rectificador de potencia.

 

Luego de este amplificador, el voltaje DC es modulado por medio de un

inversor para producir pulsos de diversos anchos, para variar el voltaje

efectivo. A pesar que el voltaje es modulado, la forma de onda de la

corriente es cercana a una onda senoidal, mucho mejor que cualquier

otro sistema. Las unidades PWM usan transistores de potencia IGBT’s.

 

 

Observando las formas de onda de corriente de la figura 3-5, deducimos

que el variador tipo PWM es el que proporciona mejor calidad de

corriente al motor AC, logrando que trabaje con mejor eficiencia y

produciendo un control de torque más fino. Son por lo tanto los más

usados en la actualidad

 

Page 66: Variadores DC y AC

La onda de voltaje producida por el variador tipo PWM se denomina

“Seno PWM” y es producto del trabajo a gran velocidad (llegando hasta

20 kHz) de los transistores IGBT, los cuales son comandados por medio

de un sofisticado circuito de control micro computarizado.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/199-tipos-de-variadores-de-velocidad-en-motores-ac.html#sthash.sErlNcuI.dpuf

Etapa de potencia en variadores de velocidad de motor ACPublicado por  José Carlos VillajulcaJueves, 18 Marzo 2010 04:30

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EL TRANSISTOR IGBT

 

Los transistores bipolares de compuerta aislada comúnmente llamados IGBT’s son el resultado de muchas investigaciones desarrolladas por los fabricantes de componentes electrónicos, con el objetivo de conseguir un dispositivo de gran velocidad de conmutación, mínimo consumo de corriente de control y gran capacidad de soporte a voltajes y corrientes elevados. El símbolo del IGBT según norma alemana se muestra en la figura 3-6.

Page 67: Variadores DC y AC

 

 

Observe que los terminales Colector-Emisor normalmente vienen con

un diodo “Damper” instalado en dicha posición para protección contra

cargas inductivas.

 

Para activar un IGBT (turn on), se debe aplicar voltaje de un valor

determinado a sus terminales de control Gate-Emisor. El consumo de

corriente de dicho terminal de control es prácticamente cero; por lo

tanto se dice que el IGBT no consume corriente. Esto evita los retardos

de tiempo asociados con dispositivos que consumen corriente de

control tal como los transistores bipolares BJT.

 

Un transistor IGBT responde rápidamente a los cambios de señal

(menores a 1 us), reduciendo los niveles audibles en el motor AC

mientras se esta controlando el torque y la velocidad. Y, su gran

frecuencia de conmutación (frecuencia portadora) provee un control de

corriente de gran respuesta dinámica. También, las pérdidas en un

IGBT son muy pequeñas como resultado de disponerse en encapsulados

compactos dentro del variador. Las medidas correctas del transistor

IGBT mediante un multímetro digital en escala de diodos (Transistor

IGBT con diodo Damper) se muestra en la figura 3-7. El valor “OL” de la

tabla (3-1) representa máxima escala.

 

Page 68: Variadores DC y AC

 

 

 

EL INVERSOR PUENTE TRIFÁSICO

 

La figura 3-8 nos muestra el circuito que puede cumplir con los

requisitos solicitados por la ecuación (3-4). Por lo tanto el motor AC

puede ser controlado a velocidades diferentes a su valor nominal y aún

conservar las características nominales de su torque.

 

La única forma de poder conseguir una onda de voltaje que cumpla con

el requisito de cambiar proporcionalmente su voltaje y frecuencia al

mismo tiempo, es por medio de un circuito Inversor.

 

En la figura 3-8 se muestran las partes que conforman la etapa de

potencia de todo tipo de variador de velocidad de motor AC en la

actualidad.

 

Page 69: Variadores DC y AC

 

 

La alimentación de entrada es VAC monofásico o trifásico dependiendo

de la potencia del motor AC a controlar. Dicho voltaje AC es rectificado

por medio de un puente de diodos.

 

Luego tenemos la etapa de filtrado compuesta de filtro de corriente

(bobina) y filtro de voltaje (capacitor), con el objetivo de disponer de

una barra de voltaje DC lo más continua posible (bornes +DC/-DC).

 

Dicha barra DC es la entrada al circuito inversor, el cual por medio del

trabajo conmutado de los IGBT la convierte en un voltaje de salida

(bornes U, V, W) denominada “Seno-PWM”, que cumple con el requisito

de mantener la relación V/f a proporción constante.

 

 

VOLTAJE SENO-PWM

 

La figura 3-9 muestra en forma detallada la onda “Seno-PWM” de salida

del inversor trifásico en puente. La amplitud (Vd) de dicha onda es igual

a la barra de voltaje DC (bornes +DC/-DC de entrada al circuito

inversor).

 

El motor recibe dicha onda de voltaje por los bornes de salida U,V,W y

la filtra obteniendo corrientes (IU, IV. IW) casi senoidales. El promedio

de voltaje eficaz “V” depende del ancho de los pulsos y la frecuencia

Page 70: Variadores DC y AC

efectiva “f” vista por el motor es 1/T. La velocidad de conmutación de

los transistores IGBT es 1/t denominada “frecuencia portadora”.

 

El resultado es que el motor recibe la relación “V/f” proporcional a sus

valores nominales, consiguiendo que desarrolle su trabajo aún a

velocidades menores que lo normal y sin pérdida de torque.

 

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/200-etapa-de-potencia-en-variadores-de-velocidad-de-motor-ac.html#sthash.JiUguTRr.dpuf

Etapa de control en variadores de velocidad de motores ACPublicado por  José Carlos VillajulcaSábado, 20 Marzo 2010 02:52

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Si examinamos con detenimiento el modelo matemático del motor de inducción mostrado en la figura 20 de la de

Page 71: Variadores DC y AC

los artículos anteriores, se puede notar que los circuitos de flujo y torque no están separados.

En los terminales del motor AC se tienen tres cables que transportan el

vector suma de las.corrientes que producen flujo y torque. Esta es la

razón por la cual el control vectorial de un motor AC es más dificultoso

que el correspondiente a un motor DC.

 

El reto para el control del variador de Velocidad de motor AC es

distinguir ambas corrientes sin el beneficio de circuitos separados.

 

La figura 3-10 nos muestra el problema. La corriente del estator I1 es el

vector suma de las corrientes que producen flujo y torque. El ángulo

entre IM e I2 cambia constantemente bajo diversas condiciones. La

corriente del estator debe entonces ser variada con el fin de producir la

corriente de torque requerida, mientras la corriente de magnetización

debe ser mantenida.

 

 

Desde que se tienen diversas variables envueltas en el cálculo de las

corrientes, habrá entonces muchos modos de diseñar el control del

variador. Estos incluyen esquemas directos e indirectos. Los esquemas

directos miden eléctricamente el ángulo del flujo del rotor. El control

indirecto de campo-orientado usa realimentación de velocidad o

posición del motor y consideraciones de deslizamiento para suministrar

comandos instantáneos de torque y flujo.

Page 72: Variadores DC y AC

 

El circuito PWM de potencia es comúnmente usado con tres tipos

básicos de reguladores. Son estos reguladores los que determinan las

capacidades del variador, incluyendo la respuesta, regulación de

velocidad debido a cambios transitorios de carga y capacidad del

torque a baja velocidad.

 

 

 

-  REGULADOR V/F.-

 

La configuración mas común y de menor costo, es usado en

aplicaciones con o sin realimentación de velocidad. Este diseño ofrece

generalmente los ajustes básicos de un variador, incluyendo ajuste de

velocidad, límite de torque, V/Hz, peldaño de voltaje a bajas

velocidades, mínima y máxima velocidad, tasas de aceleración y

deceleración y otros ajustes similares, que reúnen los requerimientos

para la mayoría de aplicaciones.

 

El control V/f en su forma mas simple lleva un comando de referencia

de velocidad desde una fuente externa y varía el voltaje y frecuencia

aplicado al motor.

 

Debido a que mantiene una relación constante de V/f, el variador puede

controlar la velocidad del motor conectado. No es capaz de regular el

torque. En la figura 3-11 se muestra el diagrama de bloques del

regulador V/f.

 

Típicamente, un bloque limitador de corriente supervisa la corriente del

motor y altera el comando de frecuencia cuando el motor excede el

valor de corriente predeterminada. El variador sólo trabaja con la

corriente total del motor y no puede distinguir los límites de capacidad

de IM de I2. El pico de torque máximo es de 150%.

 

 

Page 73: Variadores DC y AC

El bloque “compensación de deslizamiento” altera la referencia de

frecuencia cuando la carga cambia para mantener la velocidad actual

del motor cerca de la velocidad deseada.

 

Mientras este tipo de control es suficiente para muchas aplicaciones, no

lo es tanto cuando se tienen aplicaciones que requieren gran rapidez de

respuestas dinámicas, tal como cuando el motor debe trabajar a muy

bajas velocidades o aplicaciones que requieren control directo del

torque del motor en vez de frecuencia del motor.

 

 

 

- REGULADOR VECTOR BÁSICO

 

Introducido a mediados de los 80s, este regulador fue un avance

significativo sobre el diseño V/Hz. Cada unidad usa un método de

aproximación para controlar el ángulo del flujo del rotor-estator para

optimizar la operación del motor. Algunos variadores vector tenían la

expectativa de tener regulación de velocidad en lazo abierto

equivalente a un variador de velocidad DC con realimentación. Muchas

unidades no se acercaron a estas expectativas. A pesar de esto el

Vector Básico ofrece mejores rendimientos.

 

 

Page 74: Variadores DC y AC

- REGULADOR SENSORLESS VECTOR

 

Más recientemente, a mediados de los 90s, fueron introducidos muchos

reguladores Vector mejorados. Estos tenían los recientes avances en

microprocesadores y DSPs que enriquecieron significativamente las

operaciones del variador, incluyendo la capacidad de regulación de

respuesta y posición. Una razón para que las capacidades del Vector

funcionaran mucho mejor es la habilidad de “ver” la EMF (fuerza

contra-electromotriz) producida por el motor, entonces la circuitería

ajusta el arranque de cada tren de pulsos PWM y la duración específica

de cada pulso.

 

Los variadores Vector se usan en prensas de impresión de alta

velocidad, imprentas, bobinadoras y otros sistemas de maquinarias de

trabajo coordinado. Los variadores Vector también se usan en sistemas

de servo posicionamiento, como en las maquinas ovilladoras. Algunos

pueden acelerar desde reposo a velocidad máxima en tiempos de 1 a

200 ms.

 

 

Con todos estos tipos de variadores, una señal de realimentación de

velocidad o posición mejora el trabajo del variador. En la figura 3-12 se

muestra el tipo de regulador indicado, en donde se ha optado por tomar

la señal de velocidad del motor mediante una dínamo-tacométrica en

vez de estimarla con un observador. En cambio el torque generado y la

intensidad magnetizante se obtienen del correspondiente observador.

 

Page 76: Variadores DC y AC

 

-  COMPROBACIÓN ESTADO ETAPA DE POTENCIA

 

Los variadores de velocidad de motor AC tienen en general la bornera de potencia tal como se indica en la figura 3-13.

El primer borne (GND) contado a partir de la izquierda es la “tierra” de

la línea de entrada. Los bornes etiquetados como L1 (R), L2 (S) y L3 (T)

son los que reciben a la fuente de alimentación VAC de la instalación. El

borne +DB, es opcional y sirve para colocar una resistencia externa

(proporcionada por el fabricante) que permita el modo de frenado

dinámico (Dynamic Brake: DB) del motor. Los bornes U, V, W son la

salida trifásica del variador, las que deben conectarse al motor de

inducción AC a controlar. Y por último, el borne GND del extremo

derecho debe conectarse a la masa del motor. El borne -DC

normalmente se encuentra en un lugar cercano a la bornera.

 

 

Para efectuar las pruebas de la etapa de potencia, el equipo variador

debe estar plenamente desconectado de la alimentación VAC por un

tiempo de 3 minutos como mínimo para permitir la descarga del banco

de condensadores.

 

Luego de ubicados las borneras de potencia, con ayuda de la figura 3-8

y un voltímetro digital, procedemos a probar los diodos de la etapa

rectificadora. Se recomienda usar escala de diodos del multímetro. Los

bornes que intervienen en dicha prueba son: L1, L2, L3, +DB y –DB.

Verifique el resultado según la tabla 3-2.

 

Page 77: Variadores DC y AC

 

Observe que las otras posibles combinaciones de medida deben dar

como resultado la máxima escala “OL” del multímetro.

 

Para probar el estado del Inversor basta con escoger las borneras U, V,

W, +DB y –DB; en donde sólo encontraremos lectura de diodos (los

diodos Damper de protección), pues los IGBT’s miden máxima escala.

 

Consultar la tabla 3-3 para comprobar el resultado de su medida.

 

 

Las otras posibles combinaciones de medida deben dar como resultado

la máxima escala “OL” del multímetro.

 

La prueba del banco de condensadores se realiza con el multímetro en

escala de ohmios observando que el valor de ohmios deba ir

aumentando desde un valor mínimo hasta abrirse finalmente.

 

Algunos fabricantes dan como información el tiempo de vida de los

condensadores. Como por ejemplo el fabricante de variadores marca:

MITSUBISHI, informa que sus bancos de condensadores deben ser

reemplazados luego de 5 años de uso continuado.

Page 78: Variadores DC y AC

 

Lo recomendable es leer el manual del fabricante para saber cuantos

años de vida útil le da al banco de condensadores antes de proceder a

su reemplazo.

 

Si los resultados de todas las medidas realizadas son satisfactorias, es

decir lectura de los 12 diodos que se encuentran en el rectificador e

inversor, se procede con el paso siguiente.

 

 

- COMPROBACIÓN ESTADO ETAPA DE CONTROL

 

Para proceder a efectuar las pruebas de la etapa de control, se debe

haber leído y comprendido la información proporcionada por el

fabricante.

 

Los variadores de velocidad de motor AC tienen un panel de

programación que sirve además para poder visualizar el parámetro a

ajustar.

 

En la figura 3-14 se muestra como ejemplo el panel de programación

proporcionado por el fabricante SIEMENS para su variador modelo:

MICROMASTER VECTOR

 

Page 79: Variadores DC y AC

 

La disposición de cada uno de los bornes correspondientes a la etapa de

control se muestra en la figura 3-14.

 

(Haga Click en la imagen para agrandarla)

 

 

De la figura anterior observamos que la bornera de control es una

regleta de 26 bornes, de las cuales el fabricante nos da indicaciones de

los pasos a seguir para efectuar las pruebas de funcionamiento.

 

Como ejemplo para el caso del MICROMASTER, el fabricante nos dice

que para las pruebas iniciales debemos:

 

1.- Comprobar si todos los cables se han conectado correctamente y si

se han cumplido todas las precauciones de seguridad relativas al

equipo.

 

2.- Aplicar alimentación de la red al convertidor.

 

3.- Asegurar que el arranque del motor puede realizarse en forma

segura. Pulse el botón de MARCHA del variador. La visualización

pasará a ser 5,0 Hz y el eje del motor comenzará a girar. El tiempo de

aceleración a 5 Hz será de 1 segundo. Obviamente dichos valores de

Page 80: Variadores DC y AC

parámetros han sido programados en fábrica (“valores por defecto”) y

nosotros podemos cambiarlos luego de asegurarnos que el equipo se

encuentra operativo y así adaptarlo a nuestros requerimientos.

 

4.- Comprobar que el motor gira en la dirección correcta. Pulse el botón

de sentido DIRECTO/ INVERSO en caso sea necesario.

 

5.- Pulsar el botón de PARADA. La visualización pasará a ser 0,0 y el

motor comenzara a desacelerar hasta detenerse totalmente en 1

segundo.

 

Como se ha podido apreciar es muy importante que se tengan a la mano

los manuales respectivos.

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/203-criterio-para-la-puesta-en-marcha-de-variadores-de-velocidad-en-motores-ac.html#sthash.5NTGvcrg.dpuf

Instalación y puesta en marcha de variadores de velocidad AC MICROMASTER-ALLEN BRADLEYPublicado por  José Carlos VillajulcaLunes, 29 Marzo 2010 00:42

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INSTALACIÓN DEL VARIADOR

Page 81: Variadores DC y AC

 

Para realizar la instalación del variador se deben seguir estrictamente las recomendaciones dadas por el fabricante en el Manual de Instalación respectivo. Cómo ejemplo tenemos la información que proporciona el fabricante del equipo MICROMASTER VECTOR. Ver figura 3-15.

 

La figura 3-16 corresponde a información sobre instalación de un

equipo variador de velocidad correspondiente al fabricante Allen-

Bradley, modelo AB-1305.

 

Page 82: Variadores DC y AC

 

proceder  al  cableado  del  variador  se  tiene  la  figura  3-16  que

corresponde al variador MICROMASTER.

 

 

Page 83: Variadores DC y AC

PUESTA EN MARCHA

 

Para la puesta en marcha vamos a tomar como ejemplo a dos

principales fabricantes de variadores, con los que efectuaremos una

comparación de sus principales parámetros. Tales fabricantes son:

 

SIEMENS con su variador modelo: MICROMASTER VECTOR; y ALLEN-

BRADLEY con su variador modelo: AB1305

 

Parámetro Principales.-

Page 84: Variadores DC y AC

Análisis de algunos parámetros.-

 

1. Boost Voltaje.- En la figura 3-11, cuando se alimenta al motor con

V/f constante, se observa que existe pérdida de torque a bajas

velocidades '(frecuencias menores a 15 Hz). Para superar dicho

problema se aplica un adicional de voltaje a la relación V/f logrando

aumentar la curva de torque correspondiente a dicha región de baja

velocidad. Tal técnica se conoce con el nombre de “Peldaño de Voltaje”

o dicho en inglés como “Boost Voltaje”.

 

A continuación, en la figura 3-17 se muestra el parámetro “Boost

Voltaje” en el equipo Allen-Bradley 1305

 

Page 85: Variadores DC y AC

 

Se observa que el parámetro “Boost Voltaje” es ajustable según los

requerimientos de la carga y sólo tiene preponderancia para bajas

velocidades.

 

 

2. Slip Compensation.- En la figura 3-11, se observa que existe un

bloque de cálculo de deslizamiento (“slip” en inglés), cuya salida se

adiciona al valor de referencia de frecuencia. Esto es así porque no se

tiene realimentación de velocidad y se sabe que el rotor del motor

pierde velocidad conforme la carga se incrementa. Por lo tanto, existe

una relación proporcional entre deslizamiento y carga. A mayor carga,

mayor deslizamiento y por consiguiente la velocidad del motor

disminuye ligeramente respecto de su valor anterior. Lo cual se

manifiesta en el variador como si el motor no respondiese al comando

de velocidad dado por teclado.

 

En el variador AB1305, se tienen los parámetros “Deslizamiento

Nominal” (Rated Slip) y “Compensación Adicional de Aislamiento”

(Slip comp. Adder), los que se encargarán de evitar dicha pérdida de

velocidad. En el variador MICROMASTER, se tiene el parámetro

“Compensación de deslizamiento” que se encarga del problema

estudiado.

 

 

Page 86: Variadores DC y AC

3. PWM Frequency.- es la “Frecuencia de Modulación” o “Frecuencia

de Portadora” y su valor por defecto es de 4 kHz. Este parámetro ajusta

la frecuencia de trabajo de los transistores IGBT. La finalidad de ajustar

dicho parámetro es:

 

• Trabajo silencioso, entonces se ajusta dicho parámetro a un valor

mayor.

• Mayor distancia entre el motor y el variador, entonces el valor de

dicho parámetro debe ser disminuido.

 

Las consecuencias que tenemos al incrementar la frecuencia de la

portadora es:

 

• Incremento de pérdidas en el convertidor, ante lo cual debe aplicarse

reducción de potencia en el variador según lo indicado en la figura 3-

18.

• Incremento de emisiones de interferencia radioeléctrica (RFI).

 

 

4.  Skip   Freq.-   Denominada   “Frecuencia   inhibida”   en   el  

variador MICROMASTER y “Salto de frecuencia“ en el AB1305.

 

• Su función es evitar los efectos de resonancia mecánica del sistema

para determinadas frecuencias de trabajo del variador.

• Se suprimen las frecuencias que entregará el variador al motor,

comprendidas dentro del parámetro indicado. Por lo tanto no será

Page 87: Variadores DC y AC

posible el funcionamiento estacionario dentro de la gama de

frecuencias suprimidas.

• Dicho parámetro trabaja conjuntamente con otro que le proporcionará

el ancho de la banda de frecuencia prohibida.

• Se tiene posibilidad de prohibir hasta tres bandas de frecuencia.

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/204-instalaci%C3%B3n-y-puesta-en-marcha-de-variadores-de-velocidad-ac-micromaster-allen-bradley.html#sthash.fwkTdmtP.dpuf

Consideraciones a tener en cuenta en la instalación eficiente de variadores de velocidad (1ra Parte)Publicado por  José Carlos VillajulcaMiércoles, 07 Abril 2010 03:53

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Los fabricantes de equipos variadores de Velocidad y motores AC son los más indicados para dar las pautas sobre los métodos de instalación a usar con sus equipos. Es por esto que tiene una importancia fundamental el usar los manuales de instalación y mantenimiento proporcionados por dichos proveedores.

 

1. Impedancia de Línea

Page 88: Variadores DC y AC

 

Los fabricantes de los equipos variadores de velocidad son muy

exigentes en cuanto a la calidad de energía de alimentación que

recibirán sus equipos.

 

La impedancia de línea es uno de los parámetros que proporciona

información sobre la calidad de toda fuente de alimentación.

 

La impedancia de entrada de las líneas de energía eléctrica puede

determinarse de dos maneras:

 

a). Mida el voltaje entre fases (línea a línea) en el motor sin carga (en

vacío) y con plena carga nominal. Utilice estos valores medidos para

calcular la impedancia como sigue:

 

 

 

b). Calcule la capacidad de corriente de cortocircuito de la línea de

energía eléctrica. Si tal capacidad excede los valores publicados de

corriente de cortocircuito máxima para el control, deberá instalarse un

reactor de línea. A continuación se proporcionan dos métodos para

calcular la capacidad de corriente de cortocircuito:

 

Método 1

 

Calcula la corriente de corto circuito:

 

 

Ejemplo: Transformador de 50KVA con 2,75% impedancia @ 460VCA

 

Page 89: Variadores DC y AC

 

Método 2

 

Paso 1: Calcular KVA de corto-circuito:

 

 

Paso 2: Calcular corto-circuito de corriente:

 

 

 

2. Selección del Motor

 

El rendimiento del motor se ve afectada por el variador que va a ser

usado como su fuente de alimentación. Por lo tanto, es importante

seleccionar juntos el variador y motor. El rendimiento del motor se basa

en la capacidad del variador a ser usado y la capacidad del variador se

basa en la corriente que consume el motor.

 

Analice el perfil de la máquina y el proceso. Determine dónde ocurren

los mayores requerimientos de torque. La magnitud de dicho torque,

será usado para definir el mínimo tamaño de motor requerido. Ver

figura 4-1, donde se muestra la relación que existe entre la potencia y

torque de un conjunto de motores AC vs. la frecuencia de la onda de

control.

 

Page 90: Variadores DC y AC

 

Se observa que para frecuencia mayores a 60 Hz, los motores pierden

torque. También para frecuencias menores a 7 Hz el fabricante del

motor no ha especificado si el torque se mantiene, siendo más probable

que su valor tenga un decaimiento.

 

Al final de la presente unidad en la sección ejemplos, se tiene una

aplicación práctica para determinar el tamaño del variador y motor en

una aplicación sobre faja transportadora (conveyor).

 

 

3. Consideraciones Térmicas

 

Tanto las máquinas eléctricas como los variadores de velocidad son

equipos que controlan gran cantidad de energía y por lo tanto deben

estar lo suficientemente protegidos contra excesos de temperatura. Por

ejemplo, se da por descontado el uso de sistemas de ventilación forzada

tanto para el motor como para el variador, así también la ubicación de

la instalación debe estar en un lugar fresco y seco.

 

Como medida de seguridad se recomienda instalar un mecanismo que

impida el funcionamiento del variador si es que el sistema de

ventilación forzada ha detenido su trabajo.

 

Page 91: Variadores DC y AC

En la actualidad los motores que trabajan con variadores tienen una

protección térmica entre sus bobinados, el cual es un termostato con

sus contactos normalmente cerrados.

 

Los cables del termostato reciben el nombre de P1 y P2. Normalmente

dichos cables se instalan en la bornera de control que corresponde al

“Reset” del variador. Cuando existe una condición de sobrecarga o

sobre-temperatura, el termostato abre sus contactos, lo que obligará al

variador a detener su funcionamiento.

 

De igual forma los variadores tienen un termostato ubicado en contacto

con su disipador de calor, el cual cuando detecta sobre-temperatura

inhibirá su funcionamiento.

 

 

4. Consideraciones sobre el cableado

 

El control CC está auto-protegido contra los transitorios y los impulsos

de sobre-tensión normales de la línea de CA. Quizás se requiera

protección externa adicional si hay transitorios de alta energía

presentes en la fuente de alimentación de potencia entrante. Estos

transitorios pueden ser causados por compartir una fuente de

alimentación con equipos de soldadura por arco, por el arranque

directo (a través de la línea) de motores grandes o por otros equipos

industriales que requieran sobre-corrientes transitorias elevadas.

 

Para evitar los daños ocasionados por perturbaciones en la fuente de

potencia, deberá considerarse lo siguiente:

 

a) Conecte el control a una línea alimentadora separada de las

que abastecen grandes cargas inductivas.

 

b) Alimente potencia al control a través de un transformador de

aislamiento dimensionado correctamente. Al usar un transformador de

aislamiento para alimentar el control, deberá siempre desconectarse y

conectarse (conmutar en “off” y “on”) la potencia entre el

Page 92: Variadores DC y AC

secundario del transformador y la entrada del control para evitar

que se produzcan impulsos (puntas) en el control al quitarse la

potencia del lado primario.

 

Todo el cableado de señales externo al control CC deberá instalarse en

un conducto separado del resto del cableado. Se recomienda

usar cables blindados (apantallados) de

pares retorcidos (trenzados) para todo el cableado de señales. La

pantalla del cableado del control deberá conectarse únicamente a tierra

analógica del control CC. El otro extremo de la pantalla deberá

asegurarse con cinta adhesiva a la chaqueta del cable para evitar que

se produzcan cortocircuitos eléctricos.

 

Los cables del campo e inducido del motor pueden instalarse juntos en

mismo un conducto, cumpliendo con NEC y con los códigos y

procedimientos eléctricos locales.

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/206-consideraciones-a-tener-en-cuenta-en-la-instalaci%C3%B3n-eficiente-de-variadores-de-velocidad-1ra-parte.html#sthash.CmUFi2bD.dpuf

Consideraciones a tener en cuenta en la instalación eficiente de variadores de velocidad (2da Parte)Publicado por  José Carlos VillajulcaViernes, 09 Abril 2010 03:43

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Page 93: Variadores DC y AC

 

4. Consideraciones sobre el cableado

 

El control CC está auto-protegido contra los transitorios y los impulsos de sobre-tensión normales de la línea de CA. Quizás se requiera protección externa adicional si hay transitorios de alta energía presentes en la fuente de alimentación de potencia entrante.

Estos transitorios pueden ser causados por compartir una fuente de

alimentación con equipos de soldadura por arco, por el arranque

directo (a través de la línea) de motores grandes o por otros equipos

industriales que requieran sobre-corrientes transitorias elevadas.

 

Para evitar los daños ocasionados por perturbaciones en la fuente de

potencia, deberá considerarse lo siguiente:

 

a) Conecte el control a una línea alimentadora separada de las

que abastecen grandes cargas inductivas.

 

b) Alimente potencia al control a través de un transformador de

aislamiento dimensionado correctamente. Al usar un transformador de

aislamiento para alimentar el control, deberá siempre desconectarse y

conectarse (conmutar en “off” y “on”) la potencia entre el secundario

del transformador y la entrada del control para evitar que se

produzcan impulsos (puntas) en el control al quitarse la potencia del

lado

primario.

 

Todo el cableado de señales externo al control CC deberá instalarse en

un conducto separado del resto del cableado. Se recomienda usar

cables blindados (apantallados) de pares retorcidos (trenzados) para

todo el cableado de señales. La pantalla del cableado del control deberá

conectarse únicamente a tierra analógica del control CC. El otro

extremo de la pantalla deberá asegurarse con cinta adhesiva a la

Page 94: Variadores DC y AC

chaqueta del cable para evitar que se produzcan cortocircuitos

eléctricos.

 

Los cables del campo e inducido del motor pueden instalarse juntos en

mismo un conducto, cumpliendo con NEC y con los códigos y

procedimientos eléctricos locales.

 

 

5.-Efecto de los transistores IGBT

 

La introducción de los IGBTs en los variadores de frecuencia a

incrementado la preocupación del impacto de dichos semiconductores

en la vida del motor, sobre todo en lo concerniente a su aislamiento.

 

Cualesquiera dos cables tienen algo de capacitancia e inductancia.

Cuando la corriente fluye a través del cable, se produce un campo

magnético cerca a los conductores y cuando la corriente cambia, el

cambio en el campo magnético produce una fuerza contra electromotriz

de retorno en el cable.

 

La capacitancia e inductancia son proporcionales a la longitud del

cable.

 

Siendo Z la impedancia característica de la línea (Z*(alfa)*raiz(L/C) ),y

siendo R la resistencia de la carga, a menos que R y Z sean iguales,

habrá una onda reflejada en la línea y algo de la potencia incidente en R

será reflejada de retorno hacia la fuente. La magnitud resultante de la

onda reflejada puede ser dos veces la amplitud del voltaje pico. En un

variador de frecuencia, la magnitud del voltaje pico es igual al voltaje

del bus DC.

 

La velocidad de la onda reflejada, es también dependiente de la

impedancia del cable. La velocidad de cambio dv/dt  de la fuente de

voltaje, es usada para determinar a que distancia de la fuente la onda

reflejada será completamente desarrollada. Ver figura 4-2.

 

Page 95: Variadores DC y AC

 

Las inquietudes que algunos expresan sobre el uso de inversores con

IGBTs son:

 

a) El IGBT tiene características de conmutación dv/dt (menor tiempo de

encendido), mayores que los dispositivos bipolares estándar,

incrementando la velocidad de la onda reflejada.

 

b) La mayor velocidad de conmutación permite mayores frecuencias de

portadora el cual incrementa la capacitancia del cable.

 

c) Ambos implican una menor distancia al cual la onda reflejada tiene

su máxima amplitud y, por lo tanto, una menor longitud de cable para

inversores basados en IGBTs. El resultado es que un voltaje doble al

bus DC puede ser aplicado a través de los bobinados del motor,

causando falla prematura.

 

d) Asumiendo que, en una instalación típica, las impedancias del motor

y el cable no son iguales, entonces ocurrirá un voltaje reflejado. Luego,

siempre habrá voltaje reflejado así se usen inversores con IGBT, BJT o

GTO.

 

Los fabricantes de motores que tienen experiencia en la aplicación de

inversores, tienen las siguientes consideraciones:

 

Page 96: Variadores DC y AC

1.- Las fallas en los motores o la disminución de la expectativa de vida

en los motores son asociados con su uso en inversores.

 

2.- Los requerimientos de aislamiento requeridos para los motores es

dos veces el voltaje nominal más 1 000 voltios. Esto es para protegerlos

contra las ondas reflejadas.

 

3.- Los motores más pequeños y baratos, tienen menores factores de

seguridad y por lo tanto son más factibles de daño.

 

Los criterios de diseño para que los motores tengan mayores

expectativas de vida son:

 

A.-Bobinado.

B.-Aislamiento.

 

 

Conclusiones:

 

1.- No existe indicadores que sostengan que la introducción de

inversores con IGBT han incrementado las fallas en los motores.

 

2.- Cualquier falla anticipada puede ocurrir con diversos diseños de

inversor incluyendo BJT y GTO.

 

3.- Se deben usar motores de calidad (los Inverter Duty Motors) para

todas las aplicaciones y limitar la longitud del cable de alimentación

cuando sea posible.

 

4.- Siempre que sea posible, todos los conductores del motor,

incluyendo el conductor de tierra, debe estar contenida en un

conductor de metal.

 

 

6.- Corriente de sobre-carga

 

Page 97: Variadores DC y AC

Es el nivel (150% del valor nominal) al cual el control automáticamente

reduce la velocidad del motor debido a una condición de sobre-carga

reduciendo voltaje y frecuencia hasta que la condición sea levantada.

 

La relación entre sobre-carga y el tiempo es una función inversa. Si la

sobre¬carga es continua, el límite es 105% aproximadamente.

 

En aplicaciones múltiples donde uno o más de los motores arrancan a

través de la línea, el controlador debe ser dimensionado para el peor

caso: condición marcha +arranque, donde se tiene en cuenta la

corriente de rotor bloqueado del motor a ser arrancado. El control debe

ser dimensionado para que no indique falla por límite de corriente.

 

 

7. Líneas de baja impedancia

 

La figura 4-3 muestra un escenario que se puede dar ocasionalmente.

Un equipo variador se encuentra instalado muy cerca del suministro

principal de energía o un banco de corrección de factor de potencia.

 

Debido a la proximidad, el variador podría experimentar fallas en sus

puentes de diodos pues esta siendo vinculado a la línea de baja

impedancia. Los semiconductores de potencia pueden fallar por el

excesivo di/dt de la corriente.

 

La característica de trabajo de los variadores les permiten operar en

condiciones normales de alimentación y a cierta distancia de la barra

principal de alimentación y así suministrarse suficiente impedancia

para su operación segura.

 

Page 98: Variadores DC y AC

 

 

 

Una forma de solución para el problema mostrado en la figura 4-3, es

aumentar la impedancia de línea hacia el variador.

 

Dicho objetivo se cumple con adicionar un transformador de

aislamiento, tal como se muestra en la figura 4-4.

 

Page 99: Variadores DC y AC

 

8. Líneas de alta impedancia

 

La figura 4-5 presenta un caso contrario al anterior. Aquí la fuente de

alimentación se encuentra alejada o con falsos contactos en sus

empalmes que, al momento de trabajar el equipo se tienen caídas de

voltaje que no sostienen el funcionamiento del variador.

 

 

Page 100: Variadores DC y AC

9. Distancia entre variador y motor AC

 

Los fabricantes especifican la distancia máxima que deben tener el

variador y el motor AC. A veces debido a la aplicación, no es posible

respetar dicha distancia y nos vemos en la necesidad de trabajar a

distancias mayores. ¿Existe solución para el problema en cuestión?. La

respuesta es sí. Los mismos fabricantes nos suministran los dispositivos

necesarios para lograr mayores distancias. Una de las soluciones se

presentan en la figura 4-6.Ad by Notificatoin | Close

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¿Como instalar y configurar un variador de velocidad DC Allen Bradley ?Publicado por  José Carlos VillajulcaDomingo, 11 Abril 2010 21:24

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Page 101: Variadores DC y AC

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A  continuación   presentamos  algunas   informaciones de  fabricantes  de equipos variadores para motor DC.

 

VARIADOR DIGITAL DE VELOCIDAD DE MOTOR DC

 

La presente información es un resumen del manual de instalación y operación del variador de velocidad de motor DC, marca: Allen Bradley, modelo: 1395.

CARACTERÍSTICAS NOMINALES:

 

Las características del equipo que tenemos en el laboratorio 710

(voltaje de entrada de 460 VAC estándar) son las siguientes: CAT: 1395-

B67-C1-P10-P51-X1, lo cual se detalla;

 

• 1395 nos indica el número de Boletín Técnico redactado por el

fabricante.

• B67 nos dice que es un variador del tipo regenerativo de 10HP.

• C1 nos informa que el contactor es estándar y soporta hasta 30HP.

• P10 nos dice que incluye una tarjeta adaptadora discreta de 115VAC

en el puerto A.

• P51   nos   dice   que   tiene   una   tarjeta   adaptadora   de   multi-

comunicación en el puerto B.

• X1 indica que disponemos de contactos auxiliares (1 NA y 1 NC).

 

DESCRIPCION DEL HARDWARE:

 

La figura 4-7 nos presenta una visión del hardware asociado al equipo.

Page 102: Variadores DC y AC

 

 

Componentes del puente de armadura:

 

En las figuras 4-8 y 4-9 se observan los componentes usados, los cuales

describimos a continuación.

 

Reactor de línea AC- Es usado para proteger el puente de potencia

contra cambios bruscos de corriente (di/dt). Si se usa un transformador

de aislamiento de relación unitaria, no se requiere el uso de dicho

reactor. Se tienen fusibles de acción rápida F1, F2 y F3 para proteger a

los semiconductores de potencia.

 

Page 103: Variadores DC y AC

Sincronización.- La línea trifásica alimenta directamente a la tarjeta

de potencia, la cual es escalada y usada para sincronizar el trabajo de

los semiconductores de potencia.

 

Realimentación de corriente AC- Los transformadores de corriente

ACT1 y ACT2 se usan para suministrar información de corriente de

realimentación a la tarjeta PSI/Switcher. Dicha tarjeta rectifica y escala

a un voltaje DC que representa a la corriente de realimentación. Luego

esta señal es enviada a la tarjeta principal de control.

 

Supresores de pico.- Los supresores de pico MOV1 a MOV4 en la

tarjetade potencia protegen al puente de armadura contra picos de

voltaje de la línea.

 

Encapsulado SCR.- Consiste en dos SCR por módulo.

 

Transformadores  de  pulsos.-  Instalados  en  la  tarjeta  de

potencia suministran los pulsos de disparo aislados al gate de cada

SCR.

 

Protección contra voltajes transitorios.- Las redes RC instalados en

la tarjeta de potencia protegen a los SCR contra transitorios de voltaje

(dv/dt).

 

Sensor   de   corriente   DC.-   Un   sensor   de   sobre-corriente   DC  

es suministrado usando el transductor TD1.

 

Contactor DC.- La salida del puente de armadura se conecta al motor

por medio del contactor principal M1. La bobina es de 115VAC y se

controla por el relay piloto K3 (en la tarjeta PSI/Switcher) por medio de

la bornera TB2-2 y TB2-3.

 

Conexiones de salida del puente.- Nombrados A1 y A2 se conectan a

la armadura del motor. Si se usa frenado dinámico, se conecta un banco

de resistencias de frenado en los terminales DB1 y DB2.

 

Page 104: Variadores DC y AC

 

 

Vista del funcionamiento.-

La figura 4-10 nos muestra una presentación de la mayoría de bloques

asociados con las funciones de control. Las funciones de control en el

1395 pueden ser ejecutadas a través del uso de parámetros los cuales

son cambiados con el Terminal de Programación. A continuación

tenemos una breve descripción de cada bloque.

 

Page 105: Variadores DC y AC

 

 

Control de comunicación.- Controla todas las transferencias de datos.

El terminal de programación se comunica con el variador por medio de

un enlace de comunicación serial RS-422. Dos puertos de comunicación

A y B están disponibles.

 

Page 106: Variadores DC y AC

Control lógico del variador.- Controla el estado de operación del

variador en respuesta a la lógica de comando de entrada. La selección

de varios parámetros de referencia (por ejemplo: referencia de

velocidad) y modos de control (por ejm. Droop), son ejecutados en este

bloque. También observa las condiciones de operación presente y

suministra dicha información como realimentación hacia dispositivos

externos de control.

 

Selección de referencia de velocidad.- Se tienen 05 velocidades

pre¬definidas de referencia almacenadas en los parámetros del

variador. Adicionalmente, una referencia externa de velocidad y uno de

dos entradas Jog pueden ser seleccionadas como la referencia de

velocidad. El bloque de selección de referencia de velocidad usa

información proveniente de la lógica de control del variador para

determinar cual de las referencias serán usadas como la entrada hacia

el control de velocidad. La referencia seleccionada ingresa a una rampa

antes de ser enviada como entrada de referencia de velocidad al

Control de Velocidad.

 

Selección de realimentación de velocidad.- Se pueden usar uno de

tres medios de realimentación de velocidad. El voltaje de armadura es

observado constantemente por el variador y puede ser usado como

realimentación. El Hardware para comunicar la información de

velocidad con un encoder digital es suministrado como estándar. Si se

usa un tacogenerador DC como realimentación de velocidad, el variador

debe ser equipado con la tarjeta adaptadora discreta conectada al

puerto A.

 

Control de velocidad.- Compara la velocidad de referencia con la

velocidad de realimentación para determinar el error de velocidad.

 

Selección de referencia de torque.- El variador 1395 puede operar

como regulador de velocidad o regulador de torque y por lo tanto tiene

la capacidad de aceptar una velocidad de referencia o torque de

referencia. El bloque selección de torque de referencia permite operar

como variador de torque regulado y aún tener operativo el control de

Page 107: Variadores DC y AC

velocidad. En este caso, el variador puede recibir al mismo tiempo las

referencias de velocidad y torque.

 

Control de corriente de armadura.- La referencia de corriente de

armadura es comparada con la realimentación de corriente de

armadura proveniente de transformadores de corriente. El bloque

control de corriente de armadura produce una referencia de voltaje el

cual es aplicado al bloque sincronismo de armadura y lógica de disparo.

 

Sincronismo de armadura y lógica de disparo.- La salida de

referencia de voltaje del bloque anterior es convertida a referencia de

ángulo de fase y luego a referencia de tiempo para ser enviada como

control de los SCRs del puente de armadura.

 

Control de flujo de campo.- Utiliza la referencia de flujo de campo

desde el control de velocidad para desarrollar una referencia de

corriente de campo. Dicha referencia es luego comparada con la

realimentación de corriente de campo proveniente de los

transformadores de corriente de la línea AC del campo. El error entre la

referencia de la corriente de campo y la realimentación produce un

ángulo de disparo el cual es enviado a la lógica de disparo y

sincronismo de campo.

 

Sincronismo del campo y lógica de disparo.- La salida del ángulo de

fase desde el control de corriente de campo es convertida a una

referencia de tiempo el cual es sincronizado a la señal de sincronismo

de línea desde el sincronismo de armadura y la lógica de disparo para

producir los pulsos de disparo de compuerta hacia los SCRs.

 

 

A continuación tenemos algunas sugerencias a tener en cuenta en el

momento de instalar un variador de velocidad de motor DC:

 

Aviso de Seguridad

 

Page 108: Variadores DC y AC

¡Este equipo maneja tensiones que pueden llegar a los 600

voltios. El choque eléctrico puede causar lesiones serias o mortales.

Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos

de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

Este equipo puede estar conectado a otras máquinas que tienen partes

(piezas) rotativas (giratorias) o partes que están impulsadas por el

equipo mismo. El uso indebido puede ocasionar lesiones serias o

mortales.

 

Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos

de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

 

ADVERTENCIA: No toque ninguna tarjeta (placa) de circuito,

dispositivo de potencia o conexión eléctrica sin antes asegurarse que la

alimentación haya sido desconectada y que no hayan altos voltajes

presentes en este equipo o en otros equipos al que esté conectado. El

choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o mortales.

Únicamente el personal calificado deberá realizar los procedimientos

de arranque o el diagnóstico de fallas en este equipo.

 

ADVERTENCIA: Esta unidad tiene una característica de reiniciación

automática que arranca el motor toda vez que se alimenta potencia de

entrada y se emite un mando de RUN (FWD o REV). Si una reiniciación

automática del motor pudiera resultar en lesiones a personas, deberá

inhabilitarse la característica de reiniciación automática cambiando a

Manual el parámetro Restart Auto/Man del bloque de Misceláneos,

Nivel 2.

 

ADVERTENCIA: Asegúrese de familiarizarse completamente con la

operación segura de este equipo. Este equipo puede estar conectado a

otras máquinas que tienen partes rotativas o partes que están

controladas por el mismo equipo. El uso indebido puede ocasionar

lesiones serias o mortales. Únicamente el personal calificado deberá

Page 109: Variadores DC y AC

realizar los procedimientos de arranque o el diagnóstico de fallas en

este equipo.

 

ADVERTENCIA: Asegúrese que el sistema está debidamente puesto a

tierra antes de aplicarle potencia. No debe alimentarse potencia CA sin

antes confirmar que se han cumplido todas las instrucciones sobre

puesta a tierra. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias o

mortales.

 

ADVERTENCIA: No quite la tapa antes de que haya transcurrido un

mínimo de cinco (5) minutos tras desconectar la alimentación de CA,

para permitir que se descarguen los capacitores. Hay presencia de

voltajes peligrosos en el interior del equipo. El choque eléctrico puede

ocasionar lesiones serias o mortales.

 

ADVERTENCIA: La operación incorrecta del control puede ocasionar

un movimiento violento del eje (flecha) del motor y del equipo

impulsado. Asegúrese que un movimiento inesperado del eje del motor

no vaya a provocar lesiones a personas ni daños al equipo.

 

Algunos modos de falla del control pueden producir pares de pico

(punta) que son varias veces mayores que el par nominal del motor.

 

ADVERTENCIA: En el circuito del motor puede haber alto voltaje

presente toda vez que se aplique potencia CA, aún si el motor no se

encuentra rotando. El choque eléctrico puede ocasionar lesiones serias

o mortales.

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/208-%C2%BFcomo-instalar-y-configurar-un-variador-de-velocidad-dc-allen-bradley-?.html#sthash.sxtc0Gce.dpuf

Page 110: Variadores DC y AC

Instalación y parámetros del variador AC MICROMASTER Vector 6SE32 / MIDMASTER Vector 6SE32Publicado por  José Carlos VillajulcaViernes, 16 Abril 2010 03:38

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Tenemos a continuación información técnica correspondiente al variador de Velocidad de motor AC marca: MICROMASTER VECTOR del fabricante SIEMENS.

MICROMASTER Vector 6SE32 / MIDMASTER Vector 6SE32

 

 

Control de velocidad V/F de bucle abierto para uno o varios motores

asíncronos, síncronos o de reluctancia

 

 

Frecuencia de salida entre 0 - 650 Hz (400 Hz para 6SE92) con

resolución de hasta 0,01 Hz.

Sobrecarga de par de hasta el 50% como porcentaje de la intensidad de

salida nominal durante 60s.

Controlador PID integrado, para p. ej., control de presión o

temperatura.

Interface serie RS485.

Control para freno externo.

Rearranque volante para el control de motores girando.

Page 111: Variadores DC y AC

Rearranque automático para el arranque tras desconexión accidental o

fallo.

Ajuste flexible de la consigna de frecuencia mediante frecuencias fijas,

entrada analógica, potenciómetro motorizado o interface serie.

Control flexible de las maniobras a través del panel frontal, entradas

digitales so interface serie.

Freno de corriente continua configurable.

Frenado compuesto para el control dinámico de la frenada sin

necesidad de elementos externos.

Consignas de velocidad aditivas por entrada análoga y consignas de

velocidad digitales /de frecuencia fija y control desde distintos orígenes.

Generador rampa programable (0 - 650s) con capacidad de suavización

de curvas.

8 frecuencias fijas configurables (7 para 6SE92).

4 bandas de frecuencia inhibidas para la supresión de resonancias.

Filtro EMC estándar incorporado para el cumplimiento de la normativa

EN55011 Clase A en unidades monofásicas.

 

 

Funciones adicionales en la serie 6SE32

 

 

Page 112: Variadores DC y AC

Sensorless Vector Control para la mejora de las características

dinámicas de los motores asíncronos normalizados.

100% de sobrecarga como porcentaje de la intensidad nominal durante

3 segundos.

Módulo de frenado integrado con ciclos de frenado configurables

(MICROMASTER Vector).

 

 

Opciones

 

 

Filtro contra radiointerferencias tipo “footprint” para 208 - 240V / 380 -

500V, EN 55011 que cumple con clase A o B (MICROMASTER y

MICROMASTER Vector).

Filtro contra radiointerferencias externo para 208 - 240 V/380 - 500 V -

EN 55011 que cumple con clase A o B (MIDIMASTER Vector).

Bobinas de conmutación.

Resistencias de frenado (MICROMASTER Vector, MIDIMASTER

Vector).

Unidades de frenado (MIDIMASTER Vector).

Filtros de salida dV/dt. Bobinas de salida.

Software de programación SIMOVIS para la programación y puesta en

marcha en entornos WINDOWS 95 o WINDOWS NT.

Módulo PROFIBUS CB15.

Módulo CAN Bus, que soporta el protocolo CAN OPEN.

 

 

Sensorless Vector Control

 

La mayoría de las aplicaciones no necesitan ni pueden justificar el costo

adicional de un encoder para que un convertidor simule la función del

encoder, un algoritmo por software, necesita calcular rápidamente la

posición del rotor y verificar, utilizando un modelo matemático, las

características fundamentales del motor.

 

Page 113: Variadores DC y AC

Para hacer esto el convertidor debe:

 

• Monitorizar la tensión y la intensidad de salida muy rápidamente.

Calcular los parámetros del motor (resistencia de estator y rotor,

inductancia de aislamiento, etc.).

 

• Calcular muy rápidamente las características del modelo térmico del

motor.

 

• Introducir los parámetros del motor en las condiciones nominales de

trabajo.

 

• Tener una capacidad de cálculo matemático muy rápido. Esto se hace

gracias a un circuito integrado diseñado a medida para esta aplicación

(ASIC);

 

• El Procesador en punto flotante. (F²P²).

 

 

SIEMENS, pionera en esta tecnología, ha introducido dentro de un

producto estándar, casi toda la funcionalidad del control vectorial a lazo

cerrado sin la necesidad de encoder.

Esto ha sido conseguido a través del uso del Procesador en punto

flotante, que realiza los millones de cálculos por segundo necesarios

para las exigentes condiciones de funcionalidad.

 

Como resultado, el par se incrementa como mínimo hasta el 150% a 0,5

Hz y hasta el 200% a 2,5 Hz, manteniendo el nivel de prestación sobre

todo el rango de temperatura gracias al modelo térmico matemático

adaptativo del motor.

 

La serie completa MICRO/MIDIMASTER Vector ofrece una capacidad

de sobrecarga de hasta el 200% durante 3 segundos, haciéndolos

particularmente adecuados para las duras aplicaciones en grúas o

elevadores.

 

Page 114: Variadores DC y AC

El cálculo de las constantes del motor no es necesario ya que esto se

hace automáticamente, dejando al usuario un único parámetro de

ganancia para el ajuste fino de determinadas aplicaciones de inercia y

que, en la mayoría de los casos, se puede dejar en el ajuste de fábrica.

 

Procesador en punto flotante

 

El Sensorless Vector Control es un proceso de control en tiempo real de

una gran complejidad que se puede implementar gracias a la utilización

de procesadores DSP, procesadores RISC o múltiples

microprocesadores. La solución de SIEMENS ajusta el consumo de

tiempo del microprocesador e incluye procesadores matemáticos en

punto flotante hechos a medida para la aplicación (ASIC). La capacidad

de punto flotante significa que las ecuaciones del control son

implementadas sin pasos intermedios de reescalado. Con este sistema

se evitan desbordamientos aritméticos, con la misma velocidad de

cálculo. El resultado final es un producto sencillo con excelentes

prestaciones. El procesador en punto flotante es implementado usando

enteramente lógica combinatoria, pero es más, el término “Flash

Floating Point Processor” significa niveles de prestación hasta los 3

Mflops. Los algoritmos utilizados en los MICRO/MIDIMASTER Vector

son idénticos a los utilizados en nuestros reconocidos equipos

MASTERDRIVE.

 

Beneficios del Sensorless Vector Control

 

• Excelente   control   de   la   velocidad   con   ajuste   automático   del

deslizamiento.

• Alto   par  a   baja   velocidad   sin   necesidad   de  aplicar  excesiva

componente de continua (boost).

• Bajas pérdidas, alto rendimiento.

• Características dinámicas mejoradas -  mejor respuesta  ante  los

cambios de carga.

• Operaciones estables con grandes motores.

• Mejores características en la limitación de intensidad con mejoras del

control del deslizamiento.

Page 115: Variadores DC y AC

 - See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/209-instalaci%C3%B3n-y-par%C3%A1metros-del-variador-ac-micromaster-vector-6se32---midmaster-vector-6se32.html#sthash.bN1svnmi.dpuf

¿Como hacer un mantenimiento efectivo a variadores de velocidad? Criterios para nunca olvidarPublicado por  José Carlos VillajulcaViernes, 16 Abril 2010 03:49

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En la presente parte vamos a proporcionar información sobre algunas buenas costumbres que deben tener el personal de mantenimiento para lograr a satisfacción su labor.

¿Porqué se gastan las escobillas en un motor DC?

 

El uso de las escobillas de carbón es el resultado de la fricción

mecánica y la erosión eléctrica. La fricción produce polvo de carbón; el

resultado de la erosión eléctrica es la vaporización del carbón con un

pequeño residuo físico.

 

La fricción: El carbón y la barra de cobre tiene un alto coeficiente de

fricción. Para que el coeficiente de fricción sea pequeño, el conmutador

debe tener una buena película.

Page 116: Variadores DC y AC

 

La erosion: Puede ser el resultado de impropia película en el

conmutador.

 

 

¿Qué es una buena película de conmutador?

 

Cuando la corriente eléctrica pasa por el carbón y la barra de cobre en

presencia de vapor de agua, se forma una capa microscópica o película

alrededor del conmutador. Una buena película es color marrón oscuro,

bronce quemado o marrón chocolate. Consulte con un cartilla de

colores de conmutador para saber la condición de su conmutador.

 

 

¿Qué hacer si deseo instalar un variador de motor AC luego de...

 

a) almacenado por un periodo menor a 1 año?

No necesita ninguna modificación o prueba especial.

 

b) almacenado por un periodo entre 1 a 2 años?

Aplicar potencia al variador una hora antes de dar el comando de

arranque (tiempo de carga 1 hora).

 

c) almacenado por un periodo entre 2 a 3 años?

Usar una fuente de alimentación AC. Aplicar el 25% de la tensión de

entrada durante 30 minutos. Incrementar la tensión al 50% durante 30

Page 117: Variadores DC y AC

minutos más. Incrementar tensión hasta el 75% durante 30 minutos

más.

 

Incrementar la tensión hasta el 100% durante 30 minutos más. El

convertidor estará listo para funcionar (tiempo de carga 2 horas).

 

d) almacenado por un periodo entre 3 a más años?

Proceder como el caso anterior pero los periodos deben ser de 2 horas

(tiempo de carga 8 horas).

 

 

Ubicación física del variador

 

La ubicación del control 19H es muy importante. Deberá instalarse en

un lugar protegido contra la exposición directa a la luz solar, las

substancias corrosivas, los gases o líquidos nocivos, el polvo, las

partículas metálicas y la vibración. La exposición a estos elementos

puede reducir la vida útil y degradar el rendimiento del control.

 

Hay varios otros factores que deberán evaluarse cuidadosamente al

seleccionar el lugar de instalación:

 

1. Para lograr eficacia en el enfriamiento (disipación térmica) y el

mantenimiento, el control deberá montarse verticalmente en una

superficie vertical plana, lisa y no inflamable. Cuando el control está

montado en un gabinete, use la información sobre pérdida de watts

provista en la Tabla 2-1 de manera de proporcionar el enfriamiento y la

ventilación adecuada (4 watts por amperio de salida continua).

 

2. Para que haya una adecuada circulación de aire, se deberá dejar un

espacio libre de 5 cm (dos pulgadas) como mínimo alrededor del

control.

 

3. Deberá contarse con acceso frontal para poder abrir la tapa del

control o sacarla para efectuar servicio y para permitir ver el display

(visualizador) del teclado. (El teclado puede, como opción, montarse en

Page 118: Variadores DC y AC

forma remota a una distancia de hasta 30 metros [100 pies] del

control).

 

Los controles que se instalen en un gabinete montado sobre el suelo

deberán ubicarse dejando espacio libre para poder abrir la puerta del

gabinete. Este espacio permitirá también contar con suficiente

circulación de aire para enfriamiento.

 

4. Reducción de capacidad por altitud. Hasta 1 000 metros (3 300 pies)

no se requiere hacer reducción. A más de 1 000 metros, reduzca la

corriente continua y pico de salida en un 2% por cada 305 m (1 000

pies).

 

5. Temperature derating. Reducción de capacidad por temperatura.

Hasta 40°C no se requiere hacer reducción. A más de 40°C, reduzca la

corriente continua y pico de salida en un 2% por cada °C. La máxima

temperatura ambiente es de 55 °C.- See more at: http://www.instrumentacionycontrol.net/cursos-libres/instrumentacion/curso-variadores-de-velocidad/item/210-%C2%BFcomo-hacer-un-mantenimiento-efectivo-a-variadores-de-velocidad?-criterios-para-nunca-olvidar.html#sthash.lMIco47A.dpuf