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Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
Amplio rango de potencias desde fracciones de HP a cientos de HP
Amplio rango de aplicaciones
• Servo-mecanismos. Control de precisión (robótica, maquinas herramientas, etc)
• Variadores de velocidad. Control de flujo (bombeo, flujo de aire, etc)
Red de suministro
MotorElectrónicade potencia
SistemaSeñales de comando
Control de motores.
Introducción
Control de motores.
Introducción
Diferentes esquemas de control del flujo o presión sobre un sistema de bombeo
1/ 2 = Q1/ Q2 = n1/n2
T1/T2 = H1/H2 = n12/ n2
2
Control de presión Control de flujo
Control de motores.
Introducción
Actuadores para estiramiento por rodillos (Drives for rolling mills)Demanda alta precisión y alta capacidad de sobre-carga.Rápidos cambios de cargaCupla constante en amplios rangos de velocidad
Control de motores.
Introducción
Direct tension control Closed loop by DC-Drive
Control de motores.
Introducción
Variador de velocidad (Adjustable-speed drive)
•Control sin precisión de velocidad
•Procesos de control con gran respuesta temporal
Red de suministro
MotorElectrónicade potenciaControlador
Acondicionadorde aire
SalaSet Point
Temperatura y humedad
Temperatura y humedad ambiente
Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
Ejemplo en acondicionamiento de aire
Control de motores.
Introducción
Servo accionamiento (Servo drive)
•Precisión de velocidad y/o posición
•Tiempo de respuesta rápido
Red de suministro
MotorElectrónicade potencia
Sensoresvelocidad / posición
SistemaControlador
Mediciónde variables
Controladordel sistema
Set Point
Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)
Control de motores.
Introducción
Mantenimiento Motor CC
Electrónica de potencia-Motor CC
Mantenimiento Motor AC
Electrónica de potencia-Motor AC
Reducción de costo
Costo actual Costo Futuro
Control de motores.
Introducción
Accionamiento eléctrico en motores de corriente continua (DC drive)
ImánPermanate
Accionamientos de armadura Alimentación de campo
Señales de comando
Accionamientos
sobre motores de CC
1 o 3 fases
Motor de CC
Señales de comando
Functional advantages such as high torque at low speed, light weight and low power loss turn DC-drives into the preferred solution for many applications.
Red
MotorElectrónicade potencia
SensoresVel/pos
Carga Mecánica
Controladorde vel/pos
Set Point
Controladorde corriente
+
-ia
ia* va
Servo accionamiento de continua.Excitación independiente
Accionamientos
sobre motores de CC
m Ea
Cabeza de bobinaLados activos
de bobina
N S Escobillas
Armadura + -
N S 0
SN
B()
S
0 /2
3/2 2
a’a
Principio de funcionamiento
Accionamientos
sobre motores de CC
l v
+
-
e
B
B
v
fq+ N S 0
r
+
- v
m
a
a’
Fuerza Electro-Motriz Inducida (femi)
dedt
.qf q v B r rr
´
( ) ( ). .
( ) 2 . . . ( ).
.a
m
a m
e B l v
e Bv
Nr
l r
Principio de funcionamiento
Accionamientos
sobre motores de CC
i
B B
i.dl
fem
dl
fem
N S
r
i
i m
F
F a
a’
.emf i dl B uurr r
2 . . . ( ).( ) 2. ( ).em
TT f r
N l r B i
Fuerza electromagnética. Cupla electromecánica
( ) ( )emf NilB
Principio de funcionamiento
Accionamientos
sobre motores de CC
B()
0
eaa’()=2.l.r.m.B()
0
ea()
Ea
T()
0
Tm
/2 3/2 2
+ -
Ea
N S
F
F
m
+ -
Ea
N S
m
a a’
a
a’
+ -
Ea
N S
F
F
m
a’ a
r
Principio de funcionamiento Femi- cupla motora
Accionamientos
sobre motores de CC
Excitación Independiente
N S
campo
armadura
Hipótesis•Despreciable efecto de reacción de armadura
•Linealidad magnética. Sin efectos de saturación
Accionamientos
sobre motores de CC
ea
LaRa
J
B
m Tm
va
ia
+
-
Característica Tm vs m
de estado estacionario
Modelo del motor CC. Excitación Independiente
Accionamientos
sobre motores de CC
Control de velocidad
Mediante resistencia externa (en serie con la armadura)
m
TmTL
0
Rext1
Rext2 Rext1< Rext2
Característica nominalRa
Accionamientos
sobre motores de CC
Control de velocidad
Mediante variación de la tensión de armadura
m
TmTL
0Característica nominal
Va1 > Va2
Vanominal
Va1
Va2
Accionamientos
sobre motores de CC
Control de velocidadMediante variación del flujo de campo. Debilitamiento de campo
m
TmTL
0Característica nominal
f2
f1 > f2
f1
fnominal
Accionamientos
sobre motores de CC
mN~2.N
IaN
TaN
VaN
PaN
TaN
EaN
fnominal f < fnominal
IaN.Ra
Accionamientos
sobre motores de CC
Modelo dinámico de pequeña señal del motor de cc
-TL
+
-
IaVa m
1
1 . as
Tm
1
1 . ms
1
aR1B
Ea
Accionamientos
sobre motores de CC
Modelo dinámico de pequeña señal del motor de cc
-TL
+
-
IaVa m
11 . as
Tm
1
1 . ms
1
aR1B
Ea
Accionamientos
sobre motores de CC
Respuesta temporal de la velocidad y la cupla motora
La=12mhRa=0.6
J=5kgm2
B=0.01Nms
Ke=Kaf=1.8
Accionamientos
sobre motores de CC
Respuesta temporal de la velocidad con motor de cc
Accionamientos
sobre motores de CC
Time
0s 0.1s 0.2s 0.3s 0.4s 0.5s 0.6s 0.7s 0.8s 0.9s 1.0s1 V(a_in) 2 I(Motor1.R_rot)
-200V
0V
200V
400V1
-40A
0A
40A
80A2
>>
V(Fan1:RPM)150V
200V
250V
SEL>>
velocidad
Tensión y corriente de armadura
Accionamientos
sobre motores de CC