Electrónica de Potencia Convertidores DC-AC Presenta: Presenta: Christian Daniel Flores Lozano Profesor: Profesor: M. en I. Mario Guillero !illalo"os !illalo"os de la Cruz #eestre: $% Es&ecialidad: In'. Electrónica
Salina Cruz Oax. A 21 de Junio del 2016
Bases de operación de un inversor. Los inversores son circuitos que convierten la corriente continua en corriente alterna. Más exactamente, exactamente, los inversores inversores transfieren potencia desde una fuente de continua a una carga de alter alterna. na. Los conv convert ertido idores res en puen puente te de onda onda compl completa eta puede pueden n funci funciona onarr como como inversores inversores en algunos casos, pero en esos casos debe preexistir una fuente de alterna. En otras aplicaciones, el objetivo es crear una tensión alterna cuando solo hay disponible una fuente de tensión continua. En este captulo vamos a centrarnos en los inversores que generan una salida de alterna a partir de una entrada de continua. Los inversores se utili!an en aplicaciones tales como motores de alterna de velocidad ajustable, sistemas de alimentación ininterrumpida "#$L% y dispositivos de corriente alterna que funcionen a partir de una batera de automóvil. Los convertidores de cd a ca se conocen como inversores. La función de un inversor es cambiar un voltaje de entrada en cd a un voltaje sim&trico de salida en ca, con la magnitud y frecuencia deseadas. 'anto el voltaje de salida como la frecuencia pueden ser fijos o variables. #i se modifica el voltaje de entrada de cd y la ganancia del inversor se mantiene constante, es posible obtener un voltaje variable de salida. (or otra parte, si el voltaje de entrada en cd es fijo y no es controlable, se puede obtener un voltaje de salida variable si se varia la ganancia del inversor) esto por lo general se hace controlando la modulación del ancho de pulso "(*M% dentro del inversor. La ganancia del inversor se puede definir como la relación entre el voltaje de salida en ca y el voltaje de entrada en cd. En los inversores ideales, las formas de onda del voltaje de salida deberán ser senoidales. #in embargo, en los inversores reales no son senoidales y contienen ciertas arm+nicas. (ara apli caciones de mediana y baja potencia, se pueden aceptar los voltajes de onda cuadrada o casi cuadrada) para aplicaciones de alta potencia, son necesarias las formas de onda senoidales de baja distorsi+n. -ada la disponibilidad de los dispositivos semiconductores de potencia de alta velocidad, es posible minimi!ar o reducir significativamente el contenido armónico del voltaje de salida mediante las t&cnicas de conmutación. El use de los inversores es muy comn en aplicaciones industriales tales "como la propulsión de motores de ca de velocidad variable, la calefacción por inducción, las fuentes de respaldo y las de poder, alimentaciones ininterrumpibles de potencia%. La entrada puede ser una batera, una celda de combustible, una celda solar u otra fuente de cd. Las salidas monofásicas tpicas son "/% /01 2 a +1 3!, "0% 001 2 a 41 3! y "5% //4 2 a 611 3!. (ara sistemas trifásicos de alta potencia, las salidas tpicas son "/% 0017581 2 a 41 3!, "0% /017018 2 a +1 3! y "5% //47011 2 a 611 3!. Los inversores se pueden clasificar básicamente en dos tipos9 "/% inversores monofásicos y "0% invers inversore ores s trifás trifásico icos. s. :ada :ada tipo puede puede utili! utili!ar ar dispos dispositi itivos vos con activa activació ción n y desact desactiva ivació ción n controlada "es decir ;<', M=#>E', ?@;', M:', #?', @'=% o tiristores de conmutación for!ada, segn la aplicación. Estos inversores utili!an por lo general seAales de control (*M, para producir un voltaje de salida en ca. Bn inversor se llama inversor alimentado por voltaje "2>?% si el voltaje de entrada se conserva constante) inversor alimentado por corriente ":>?% si la corriente de entrada se conserva constante) e inversor enla!ado en cd variable si el voltaje de entrada es controlable.
Ejemplo Mediante la figura /1la se puede explicar el principio de funcionamiento de los inversores monofásicos. El circuito inversor está formado por dos pulsadores. :uando solo el transistor Ct está activo durante el tiempo '170, el voltaje instantáneo a trav&s de la carga vo es 2 s70. #i solo
el transistor C0 está activo durante un tiempo T0/2, aparece el voltaje D2 s70 a trav&s de la carga. El circuito lógico debe desafiarse de tal forma que Ct y C0 no est&n activos simultáneamente. La figura /1lb muestra las formas de onda para los voltajes de salida y las corrientes de los transistores en el caso de una carga resistiva. Este inversor requiere de una fuente de cd de tres conductores, cuando un transistor está inactivo, su voltaje inverso es 2 s, en ve! de 2 s70. Este inversor se conoce como inversor de medio puente. El voltaje rms de salida se puede encontrar a partir de9
Inversor monofásico en medio puente. El convertidor en medio puente de la >igura 8. se puede utili!ar como inversor. En el inversor en medio puente, el nmero de interruptores se reduce a dos, dividiendo la tensión de la fuente de continua en dos partes mediante los condensadores. :ada condensador deberá tener el mismo valor y tendrá en bornes del mismo una tensión de li cc70. :uando se cierra # /, la tensión en la carga es de D 2 c70. :uando se cierra # 0, la tensión en la carga es de F 2ic70. $s, se puede generar una salida con forma de onda cuadrada o una salida bipolar con modulación por anchura de impulsos, como se describe en el siguiente apartado.
La tensión en bornas de un interruptor abierto es el doble de la tensión de la carga, o 2G. $l igual que en el puente inversor de onda completa, se requiere un tiempo muerto para los interruptores, con el fin de prevenir un cortocircuito en la fuente, y se necesitan los diodos de realimentación para garanti!ar una continuidad de la corriente para las cargas inductivas. Bn inversor monofásico en puente aparece en la figura /10a. Está formado por cuatro pulsadores. :uando los transistores Ct y C0 se activan simultáneamente, el voltaje de entrada
V 5 aparece a ?rayes de la carga. #i los transistores C5 y C6 se activan al mismo tiempo, el voltaje a trav&s de la carga se invierte, y adquiere el valor —V s. La forma de onda para el voltaje de salida se muestra en la figura /10b.
El voltaje rms de salida se puede determinar a partir de9
La ecuación "/10% se puede extender para que exprese el voltaje instantáneo de salida en una serie de >ourier como9
y para n = /, la ecuación "/1//% proporciona el valor rms de la componente fundamental como9
#i utili!amos la ec. /16, la corriente instantánea de la carga i 1 para una carga HL se convierte en9
:uando los diodos -/ y -0 conducen, se retroalimenta la energa a la fuente de cd por lo que se dice -/ y -0 son diodos de retroalimentación, La figura /1/c muestra la forma de onda de la corriente para una carga inductiva.
Inversor monofásico puente completo. Este circuito mostrado en la figura 0 "a% está formado por cuatro transistores, en un instante de tiempo se activan dos transistores complementarios permitiendo la circulación de corriente en una dirección a trav&s de la carga y los otros dos están completamente desactivados. En el siguiente instante se apagan los dos transistores que estaban encendidos y se activan los otros dos permitiendo la circulación de corriente en la otra dirección es al final de este instante que tenemos un ciclo completo ya que en el primer instante aparece sobre la carga una tensión igual a la de la fuente 2-: y en el siguiente instante aparece una tensión 2-: negativa. El circuito de control debe garanti!ar que en ningn instante est&n encendidos los dos transistores de un mismo bra!o ya que esto causara un cortocircuito y la destrucción total de los componentes. $sumiendo que cada par de transistores está activo solo durante un tiempo '1 70, la tensión sobre la carga es una onda cuadrada $: sim&trica de perodo '1 y con valor rms igual a 2-:. El valor rms de la componente fundamental es igual a 1.I1 2-:. #e utili!an principalmente en aplicaciones de alta potencia y su principal desventaja es que dos de sus transistores no se encuentran aterri!ados haci&ndose necesario la implementación de un circuito elevador de base comnmente conocido como J;ootstrapK.
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Inversores Trifasicos Los inversores trifásicos se utili!an normalmente en aplicaciones de alta potencia. 'res inversores monofásicos de medio puente "o de puente completo% pueden conectarse en paralelo, tal y como se muestra en la figura /16a, para formar la configuración de un inversor trifásico. Las sefiales de compuerta de los inversores monofásicos deben adelantarse o retrasarse /01 uno con respecto al otro, a fin de obtener voltajes trifásicos balanceados "fundamentales%. Los embobinados primarios del transformador deben aislarse unos de otros, en canto que los embobinados secundarios pueden quedar conectados en estrella o en delta. (or lo general, el secundario del transformador se conecta en estrella, a fin de eliminar armónicas mltiplos de tres (n = 5, +, I, ...% que aparecen en los voltajes de salida "la disposición del circuito se muestra en la figura /16b%. Este dispositivo requiere de tres transformadores monofásicos, /0 transistores y /0 diodos. #i los voltajes de salida de los inversores monofásicos no están perfectamente equilibrados en magnitud y en fase, los voltajes de salida trifásicos tambi&n estarán desequilibrados. #e puede obtener una salida trifásica a partir de una configuración de seis transistores y seis diodos, tal como la que se muestra en la figura /14a. $ los transistores se les puede aplicar dos tipos de sefiales de control9 conducción a /81 o conducción a /01.
Conducci6n a 180° :ada transistor conducirá durante /81. 'res transistores se mantienen activos durante cada instante del tiempo. :uando el transistor Ci está activado, la terminal a se conecta con la terminal positiva del voltaje de entrada. :uando se activa el transistor C6, la terminal a se lleva a la terminal negativa de la fuente de cd. En cada ciclo existen seis modos de operación, cuya duración es de +1. Los transistores se numeran segn su secuencia de excitación "por ejemplo /05, 056, 564, 64+, 4+/, +/0%. Las seAales de excitación mostradas en la figura /14b están despla!adas +1 unas de otras, para obtener voltajes trifásicos balanceados "fundamentales%.
La carga puede conectarse en estrella o en delta, como se muestra en la figura /1+. En el caso de una carga conectada en delta, las corrientes de fase se obtienen directamente de los voltajes lnea a lnea. Bna ve! que se conocen las corrientes de fase, pueden determinarse las corrientes de lnea. En caso de una carga conectada en estrella, los voltajes de lnea a neutro deben determinarse a fin de encontrar las corrientes de lnea o de fase. Existen tres modos de operación en un medio ciclo, los circuitos equivalentes aparecen en la figura /1a, para el caso de una carga conectada en estrella.
arametros de rendimiento La salida de los inversores reales contiene armónicas. La calidad de un inversor por lo general se evala en t&rminos de los siguientes parámetros de rendimiento.
!actor armónico de Ia en"sima componente# $!##. El factor armónico "correspondiente a la en&sima armónica%, es una medida de la contribución armónica individual y se define como9
-onde 2/ es el valor rms de la componente fundamental y 2 n es el valor rms de la en&sima componente armónica.
%istorsión total armónica T$%. La distorsión armónica total, es una medida de la similitud entre ?a forma de onda y su componente fundamental, se define como9
!actor de distorsión %!. El valor '3- proporciona el contenido armónico total, pero no indica el nivel de cada uno de sus componentes. #i en la salida de los inversores se utili!a un filtro, las armónicas de orden más alto se atenuaran con mayor eficacia. (or lo tanto, resulta importante conocer tanto la frecuencia como la magnitud de cada componente. El factor de distorsión indica la cantidad de distorsión armónica que queda en una forma de onda particular despu&s de que las armónicas de esa forma de onda hayan sido sujetas a una atenuación de segundo orden "es decir divididas por n 0%. (or lo tanto, el valor -> es una medida de la eficacia en la reducción de las componentes armónicas no deseadas, sin necesidad de especificar valores de un filtro de carga de segundo orden, y se define como9
El factor de distorsión de una componente armónica individual "o de orden n) se define como9
&rmónica de menor orden '($. La armónica de menor orden es aquella componente cuya frecuencia es mas cercana a la fundamental, y cuya amplitud es mayor que o igual al 5 de la componente fundamental.
)*+ N(or qu& debemos instalar un sistema de alimentación ininterrumpida :ostes derivados de fallos en el suministro el&ctricoO El hecho de instalar un #$? o B(# nace de la necesidad de trabajar con cierto grado de protección ante variaciones en el suministro el&ctrico que permitan salvaguardar la información de nuestros trabajos y equipos informáticos con garantas. El 41 de los problemas ocasionados en los equipos el&ctricos e informáticos y las p&rdidas de información son debidos a interrupciones y perturbaciones en el suministro de la HEel&ctrica y esto supone unas perdidas en el mundo de aproximadamente 0+ ;illones de dólares. #egn un estudio del Pational (oQer Cuality Laboratory cada aAo se producen aproximadamente en un edificio de oficinas de cualquier ciudad del mundo unos 5+ (icos de 'ensión, 0+6 ;ajadas de Hed, /08 #obrevoltajes ó subidas de tensión 08I microcortes menores a 6 milisegundos y aproximadamente entre 4 a /4 apagones de Hed mayores a /1 segundos. Healmente de cada /11 perturbaciones 61 causaron perdidas de datos ó incidencias en las cargas conectadas. $demás del tema puramente económico un mal suministro de energa el&ctrica, debido a fenómenos naturales, perturbaciones en la lnea el&ctrica, etc. afecta a la productividad de las empresas, ya que alteran gravemente el ritmo de trabajo y pueden dar al traste con grandes cantidades de dinero en materiales y softQare.
ro,lemas asociados a la ine-istencia de protección Los cortes o fallos en el suministro el&ctrico producen en nuestro sistema informático9
1./ %estruen la información+ Bna variación en el flujo de energa el&ctrica puede daAar datos confidenciales, documentos de operación diaria, estadsticas e información financiera.
./ %a2an las infraestructuras+ :ada variación en el voltaje va disminuyendo la vida til de9 ordenadores personales, servidores, controles de máquinas, estaciones de trabajo y redes informáticas entre otros.
3./ 4eneran estr"s+ Las constantes interrupciones en la continuidad laboral y consecuente cada de productividad generan estr&s y desmotivación en los recursos humanos.
5./ &fecta a la productividad+ Las interrupciones de operación de las compaAas afectan la productividad y la generación de ingresos.
./ 4eneran p"rdidas+ Los problemas el&ctricos interrumpen la continuidad de operación, ocasionando
7otivos ue ori9inan variaciones en el suministro el"ctrico. :omo acabamos de ver, la instalación de un #$? o B(#, siglas de J#istema de $limentación ?ninterrumpidaK supone no sólo un ahorro sino una garanta de trabajar protegidos ante las fluctuaciones del suministro el&ctrico. $ continuación se detallan los principales motivos que pueden originar una variación en el suministro, microcortes, ruidos el&ctricosR más comunes y los problemas que se ocasionan9 como ficheros corrompidos, prematuros fallos de 3ardQare o intermitentes fallos y mal funciones de los mismos.
:uando por uno u otro motivo se ha producido una perturbación en el suministro el&ctrico podemos encontrarnos frente a alguno de los casos que se estudian a continuación "sntomas% y que tiene su repercusión correspondiente "efectos%.
Elección de un *&I+ 4rado de protección $ la hora de seleccionar un #$? deberemos elegir de entre los numerosos modelos que ofertan las distintas empresas de equipamiento informático. #egn el grado de protección que deseemos deberemos optar por un equipo de escala básica, media o alta9
rotección+ ,ásica nivel 3 media nivel alta nivel : (ara ello deberemos sopesar previamente los problemas el&ctricos a los que estemos expuestos como proximidad de !onas industriales donde se puedan generar cortes o ruido el&ctrico o aqu&llas que est&n continuamente a!otadas por tormentas u otros fenómenos meteorológicos o naturales. En ambos casos se requerirá un #$? con bateras de gran capacidad.
Tipo de ro,lema El"ctrico ),icación ó Entorno *&I ;ecomendado
&utonom
Consumo del euipo $demás el equipo elegido debe ser capa! de alimentar a nuestro equipo, por lo cual, debemos conocer su consumo. Pormalmente detrás de los equipos que queremos conectar existe una etiqueta con las caractersticas de los mismos, indicando9 &# =&# ó >. 2$i ó 2apc, 2$ y * son medidas de potencia, pero con conceptos diferentes9 2$ es la unidad de (otencia $parente, normalmente el factor de potencia "coseno T % es de 1. ó 1.4 *atios es la unidad de (otencia Heal "coseno T de /%. La denominación 2$i ó 2$pc es tambi&n la llamada potencia ?taliana por ser en este pas, donde surgió la /U ve!.
E?E7'(* %E C(@*)7( 7E%I( en =olt &mperios El procedimiento es el siguiente9 #umar todas las cargas en 2$ ó en *atios, para ello pasar de 2$ a *atios ó viceversa segn las formulas descritas si tenemos *atios y queremos pasarlos a 2$ tendremos que dividir por 1.4, con ello obtendremos los 2$ aproximados que consume nuestro equipo.
Tipos de *&I+ 1./ (!!/ 'I@E o *T&@%BA+ Es un equipo que por su precio es el que más extendido está, sobre todo para la protección de pequeAas cargas "(:Vs , :ajas registradoras, '(2 etc.%.
4rado de protección Este tipo de #$? alimenta a las cargas crticas, que tiene que proteger, con una seguridad y protección relativa dependiendo del tipo de =>>L?PE "estabili!ados y con o sin filtros%. -entro de una escala de uno a :ien los =>>L?PE estaran entre 61 y +1 puntos en relación a la protección que deberan de tener los equipos informáticos, por supuesto siempre en consonancia con el tipo de equipos a proteger y la !ona "?ndustrial, =ficinas, muy conflictiva en tormentas ó en cortes de suministro Etc.%.
7odo de actuación ;ásicamente los equipos =>>L?PE actan en el momento en que la Hed desaparece ó baja por debajo de la nominal 001 2oltios, produci&ndose en el cambio de Hed a ;ateras un pequeAo microcorte el cual para una mayora de equipos el&ctricos e informáticos es inapreciable, no as para equipos muy sofisticados Estos sistemas tienen el inversor siempre parado " =ff % el cual se conecta y se vuelve " =n % cuando se produce una anomala en el fallo de la energa el&ctrica, un corte por ejemplo. ;ásicamente estos equipos proveen de una alimentación no acondicionada directamente a las cargas informáticas en estado normal ya que es la compaAa qui&n suministra alimentación a las cargas, aunque existen modelos con estabili!ación de tensión $2H con lo que la tensión de salida puede variar con respecto a la entrada.
Tiempo de transferencia El tiempo de transferencia de un #$? es el tiempo muerto entre la conmutación de la Hed el&ctrica al :onvertidor o ;ateras. #uele estar entre / a /1 milisegundos dependiendo del momento de la conmutación. $ partir de 6 milisegundos puede ser peligroso para los equipos informáticos, por lo cual, es aconsejable utili!ar equipos con el menor tiempo de transferencia posible y que realmente el tiempo marcado sea correcto.
./ (@/'I@E Los #$?Ss =PL?PE resultan ideales para evitar que lleguen a nuestro equipo informático los armónicos de red. $rmónicos de Hed es la integración de mltiples frecuencias en la lnea el&ctrica, generalmente producidas por las cargas el&ctricas no lineales, como las fuentes conmutadas de la informática.
4rado de protección El #$? =PL?PE soluciona casi todos los problemas ocasionados por fallos en la compaAa el&ctrica as como los derivados de las lneas el&ctricas dentro de polgonos industriales y oficinas, ruido el&ctrico etc.
Los equipos =PL?PE suelen dar una protección del orden de entre 1 y I1 puntos en una escala de protección de uno a cien, convirti&ndose por tanto en muy fiables.
7odo de actuación tiempo de conmutación Existen diferentes tipos de topologa en los equipos =PL?PE pero todas cumplen francamente con su función dejando pocas ventanas abiertas a los posibles problemas, ya que al contrario del =>>L?PE no tienen tiempo de conmutación al estar actuando constantemente, con lo que los equipos no pueden ser afectados en ningn caso por cortes de fluido el&ctrico ó perturbaciones.
3./*&I (@ 'I@E I@TE;&CTI=(* Los =PL?PE ?P'EH$:'?2=# ofrecen una excelente relación (recio :alidad (restaciones. En sntesis estos equipos suelen ser un hbrido entre un =ffLine de mucha calidad y un =n line, ya que no tienen conmutación ó transferencia a red, pero si utili!an la red para el funcionamiento generalmente a trav&s de un transformador con tres tomas. Estos equipos están controlados por un Microprocesador que es el alma del #$? y eso les asigna una gran seguridad de funcionamiento.
5./ *&I (@ 'I@E %E %(B'E C(@=E;*I@ Estos equipos tienen el inversor constantemente en " (n% con lo que no hay ningn tiempo de transferencia al producirse una anomala en la Hed el&ctrica, eso les hace proveer una alimentación acondicionada y segura, con protección contra ruido el&ctrico, estabilidad de frecuencia y tensión a los equipos conectados a ellos. -isponen de #eparación @alvánica entre la Entrada y la #alida mediante la -oble :onversión, este tipo de sistema proporciona a los equipos conectados a ellos la mayor garanta en protección. La verdadera diferencia entre los #$? se encuentra en los equipos =PL?PE de doble conversión ya que los equipos =ffLine, Lnea ?nteractiva y =nLine de una conversión están siempre dependientes de una manera u otra de que la entrada el&ctrica al equipo cumpla unas mnimas condiciones para el correcto funcionamiento de los equipos, cosa que en los equipos de -oble :onversión no dependen de la Lnea de Entrada para trabajar con una protección de más del I4 eliminando por completo.
=ariadores de =elocidad+ Bna gran parte de los equipos utili!ados en la industria moderna funcionan a velocidades variables, como por ejemplo los trenes laminadores, los mecanismos de elevación, las máquinasherramientas, etc. En los mismos se requiere un control preciso de la velocidad para lograr una adecuada productividad, una buena terminación del producto elaborado, o garanti!ar la seguridad de personas y bienes. El estudio de este fenómeno para cada caso particular tiene una gran importancia práctica, ya que la elección correcta de las caractersticas de los motores y variadores a instalar para un servicio determinado, requieren el conocimiento de las particularidades de &ste producto. La regulación de velocidad puede reali!arse por m&todos mecánicos, como poleas o engranajes, o por medios el&ctricos. La máquina de inducción alimentada con corriente :.$., especialmente la que utili!a un rotor en jaula de ardilla, es el motor el&ctrico más comn en todo tipo de aplicaciones industriales y el que abarca un margen de potencias mayor. (ero no basta conectar un motor a la red para utili!arlo correctamente, sino que existen diversos elementos que contribuyen a garanti!ar un funcionamiento seguro. La fase de arranque merece una especial atención. El par debe ser el necesario para mover la carga con una aceleración adecuada hasta que se alcan!a la velocidad de funcionamiento en r&gimen permanente, procurando que no apare!can problemas el&ctricos o mecánicos capaces de perjudicar al motor, a la instalación el&ctrica o a los elementos que hay que mover. El motor de corriente alterna, a pesar de ser un motor robusto, de poco mantenimiento, liviano e ideal para la mayora de las aplicaciones industriales, tiene el inconveniente de ser un motor rgido en cuanto a su velocidad. La velocidad del motor asincrónico depende de la forma constructiva del motor y de la frecuencia de alimentación. :omo la frecuencia de alimentación que entregan las :ompaAas de electricidad es constante, la velocidad de los motores asincrónicos es constante, salvo que se vare el nmero de polos, el resbalamiento o la frecuencia. El m&todo más eficiente de controlar la velocidad de un motor el&ctrico es por medio de un variador electrónico de frecuencia. Po se requieren motores especiales, son mucho más eficientes y tienen precios cada ve! más competitivos. El variador de frecuencia regula la frecuencia del voltaje aplicado al motor, logrando modificar su velocidad. #in embargo, simultáneamente con el cambio de frecuencia, debe variarse el voltaje aplicado al motor para evitar la saturación del flujo magn&tico con una elevación de la corriente que daAara el motor.
-escripción de 2ariadores de 2elocidad9 Los variadores son convertidores de energa encargados de modular la energa que recibe el motor. =tra definición sera, los variadores de velocidad son dispositivos que permiten variar la velocidad y la acopla de los motores asncronos trifásicos, convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y tensión de red en magnitudes variables. Los variadores de velocidad son dispositivos electrónicos que permiten variar la velocidad y la cupla de los motores asincrónicos trifásicos, convirtiendo las magnitudes fijas de frecuencia y tensión de red en magnitudes variables. #e utili!an estos equipos cuando las necesidades de la aplicación sean9 -ominio de par y la velocidad Hegulación sin golpes mecánicos Movimientos complejos Mecánica delicada El control de los motores el&ctricos mediante conjuntos de conmutación J'odo o PadaK es una solución bien adaptada para el accionamiento de una amplia gama de máquinas. Po obstante, conlleva limitaciones que pueden resultar incomodas en ciertas aplicaciones.
ro,lemas ue sur9en en el arranue de motores as
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El pico de corriente en el arranque puede perturbar el funcionamiento de otros aparatos conectados a la red. Las sacudidas mecánicas que se producen durante los arranques y las paradas pueden ser inaceptables para la máquina as como para la seguridad y comodidad de los usuarios. >uncionamiento a velocidad constante. Los arrancadores y variadores de velocidad electrónicos eliminan estos inconvenientes. $decuados para motores de corriente tanto alterna como continua, garanti!an la aceleración y deceleración progresivas y permiten adaptar la velocidad a las condiciones de explotación de forma muy precisa. #egn la clase del motor, se emplean variados de tipo rectificador controlado, convertidor de frecuencia o regulador de tensión.
!actores a tener en cuenta a la Dora de dise2ar un sistema de re9ulación de velocidad. a% Lmites o gama de regulación. b% (rogresividad o flexibilidad de regulación.
c% d% e% f% g% h% i% j% W% l% m%
Hentabilidad económica. Estabilidad de funcionamiento a una velocidad dada. #entido de la regulación "aumento o disminución con respecto a la velocidad nominal%. :arga admisible a las diferentes velocidades. 'ipo de carga "par constante, potencia constante, etc&tera%. :ondiciones de arranque y frenado. ?% :ondiciones ambientales "temperatura, humedad, etc.% j% 'ipo de motor "potencia, corriente, voltaje, etc.%. W% Hangos de funcionamiento "vel. máx., mn.% l% $plicación momo o multimotor. m% :onsideraciones de la red "microinterrupciones, fluctuaciones de tensión, armónicas, factor de potencia, corriente de lnea disponible%.
=entajas de la utiliación del =ariador de =elocidad en el arranue de motores as
El variador de velocidad no tiene elementos móviles, ni contactos.
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La conexión del cableado es muy sencilla.
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(ermite arranques suaves, progresivos y sin saltos.
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:ontrola la aceleración y el frenado progresivo.
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Limita la corriente de arranque.
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(ermite el control de rampas de aceleración y deceleración regulables en el tiempo.
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:onsigue un ahorro de energa cuando el motor funcione parcialmente cargado, con acción directa sobre el factor de potencia (uede detectar y controlar la falta de fase a la entrada y salida de un equipo. (rotege al motor.
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(uede controlarse directamente a trav&s de un autómata o microprocesador.
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#e obtiene un mayor rendimiento del motor.
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Pos permite ver las variables "tensión, frecuencia, r.p.m, etcR%.
Inconvenientes de la utiliación del =ariador de =elocidad en el arranue de motores as
Es un sistema caro, pero rentable a largo pla!o.
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Hequiere estudio de las especificaciones del fabricante.
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Hequiere un tiempo para reali!ar la programación.
&plicaciones de los variadores de frecuencia+ Los variadores de frecuencia tienen sus principales aplicaciones en los siguientes tipos de máquinas9 X Transportadoras. :ontrolan y sincroni!an la velocidad de producción de acuerdo al tipo de producto que se transporta, para dosificar, para evitar ruidos y golpes en transporte de botellas y envases, para arrancar suavemente y evitar la cada del producto que se transporta, etc. X Bom,as ventiladores centr
