Variador de Frecuencia

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE DEPART DEPARTAMENTO AMENTO DE ELECTRÓNICA MÁQUINAS ELÉCTRICAS Nombre:

David Segarra

NRC: 2219 219

Fecha:

2015/06/30

Co!ro" #e $e"oc%#a# e Mo!ore& #e I#'cc%o Var%a#or #e Frec'ec%a La velocidad de operación de un motor de inducción puede cambiarse aumen aumentan tando do o dismi disminu nuyen yendo do la recu recuenc encia ia de la uent uente e de volta volta!e !e aplic aplicad ada" a" #ara poder poder reali reali$ar $ar esto esto se re%uie e%uiere re de un sumini suministr stro o con con recuencia variable"

Figura 1: Control de velocidad de un motor por medio de un Conversor  de Frecuencia &n la siguiente 'gura se muestran las caracter(sticas de velocidad)par de un motor motor con con cuatr cuatro o recu recuenc encias ias distin distinta* ta* en cada cada una una de estas estas recuencias el motor opera a una velocidad en %ue la l(nea de carga intersec interseca a la caracter caracter(sti (stica ca velocida velocidad)pa d)parr para para esa recuen recuencia" cia" +,uru +,uru .i$iroglu* 2006

Figura 2: Características velocidad-par con cuatro frecuencias distintas #ara reali$ar este tipo de control de velocidad oy en d(a se pre'eren los controladores de recuencia variable de estado sólido* la composición de estos variadores viene dada por •

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E!a(a Rec!%)ca#ora") onvierte la tensión alterna en continua mediante recti'cadores de diodos* tiristores* etc" E!a(a %!erme#%a*+ &iste un 'ltro para suavi$ar la tensión recti'cada y reducir la emisión de armónicos" I$er&or o ,I$er!er,*+ onvierte la tensión continua en otra de tensión y recuencia variable mediante la generación de pulsos" 4ctualmente se emplean ,7 8 s +solated ,ate ipolar 7ransistors para generar los pulsos controlados de tensión" Los e%uipos ms modernos utili$an ,7 8 s inteligentes %ue incorporan un microprocesador con todas las protecciones por sobrecorriente* sobretensión* ba!a tensión* cortocircuitos* puesta a masa del motor* sobretemperaturas* etc" E!a(a #e co!ro"*+ &sta etapa controla los ,7 8s para generar los pulsos variables de tensión y recuencia" : adems controla los parmetros eternos en general* etc +rate - ;illacis* 2011"

&l control del volta!e y la recuencia de salida se lleva a cabo utili$ando la t" 7anto la recuencia como el volta!e de salida pueden ser controlados por separado mediante modulación de anco de pulso +apman* 2000" &l #=> es el proceso de modi'car el anco de los pulsos de un tren de pulsos en ra$ón directa a una pe%ue?a se?al de control@ cuando mayor sea el volta!e de control* ser ms anco el pulso resultante +rate ;illacis* 2011" La 'gura 3 muestra la orma como el dispositivo #=> puede controlar la recuencia de salida mientras mantiene un nivel de volta!e rms constante"

Figura 3 on recuencia es deseable variar en orma lineal tanto la recuencia de salida como el volta!e rms de salida +apman* 2000" &isten dierentes tipos de modulación por anco de pulso* tales como modulación por anco de pulso Anico* por anco de pulso mAltiple* sinusoidal* sinusoidal modi'cado* entre otros* cada uno con sus respectivas caracter(sticas" Las se?ales de control* se generan comparando a una se?al de reerencia sinusoidal de amplitud 4r* con una onda portadora triangular de amplitud 4c y recuencia r" La variable de control es el (ndice de modulación de amplitud +>* o (ndice de modulación* el cual es la relación de 4r entre 4c" M B Ar Ac Si se var(a 4r desde 0 asta 4c* se puede modiicar el anco de pulso C* de 0 a 10 grados" De esta manera* la amplitud pico de la senoidal controla el (ndice de modulación >* y en consecuencia el volta!e E>S de salida ;0"

Figura 4: Modulación por ancho de pulso sinusoidal Se puede observar %ue el rea de cada pulso corresponde en orma aproimada* al rea ba!o la onda sinusoidal* entre los puntos medios adyacentes de los periodos de apagado de las se?ales de control +rate - ;illacis* 2011" #ara las se?ales de control en un puente inversor trisico* el semiciclo positivo puede ser id resultante de un semiciclo +rate - ;illacis* 2011"

Figura : Modulación de ancho de pulso sinusoidal unidireccional

P-M (or m'e&!reo re.'"ar La onda modulante senoidal es aora muestreada en intervalos regulares correspondiendo a los picos positivos de la portadora" &l circuito sample)and)old mantiene un nivel constante asta %ue se reali$a la siguiente muestra" &ste proceso resulta en una versión escalonada* o modulada en amplitud@ de la onda de reerencia" &sta onda escalonada* es comparada con la portadora triangular* y los puntos de intersección determinan los instantes de conmutación del inversor* en la 'gura

&n general* el proceso de #>= modi'ca el contenido armónico del volta!e de salida y puede usarse para minimi$ar eectos armónicos indeseables en la carga +rate - ;illacis* 2011"

Figura !: "#M por muestreo regular 

Pro!ecc%/ #e" mo!or &l controlador de recuencia de un motor de inducción usualmente tiene incorporados una serie de elementos dise?ados para proteger el motor %ue se le acopla" &l controlador puede detectar corrientes ecesivas de estado estacionario +condición de sobrecarga* corrientes instantneas ecesivas* condiciones de sobrevolta!e o condiciones de ba!o volta!e" &n cual%uiera de estas situaciones parar el motor" &n la actualidad los controladores de motores de inducción como el antes descrito son tan Feibles y con'ables %ue los motores de inducción %ue los incorporan an despla$ado a los motores de corriente continua en mucas aplicaciones en las %ue se re%uiere un rango amplio de variación de velocidad +apman* 2000"

0%b"%o.ra12a ,uru* "* - .i$iroglu* ." +2006" M$%uinas &l'ctricas ( )ransformadores* >eico 4laomega" rate* 4"* - ;illacis* 4" +2011" +ise,o ( construcción de un módulo con variador de frecuencia para el control de velocidad para motores asincrónicos aula de ardilla trif$sicos* &scuela Superior #olit
apman* S" +2000" M$%uinas &l'ctricas* >c,raG.ill"