Control de motores. Introducción. Diferentes esquemas de control del flujo o presión sobre un sistema de bombeo

(1)

Control de motores. Introducción

Diferentes esquemas de control del flujo o presión sobre un sistema de bombeo

(2)

1/ 2 = Q1/ Q2 = n1/n2

T1/T2 = H1/H2 = n12_{/ n2}2 Control de motores. Introducción

(3)

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 carga

(4)

Control de motores. Introducción Direct tension control Closed loop by DC-Drive

(5)

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) Red de suministro Motor Electrónica de potencia Sistema Señales de comando

(6)

Variador de velocidad (Adjustable-speed drive)

• Control sin precisión de velocidad

• Procesos de control con gran respuesta temporal

Red de suministro

Motor Electrónica

de potencia

Controlador Acondicionador_{de aire} Sala

Set Point

Temperatura y humedad Temperatura y

humedad ambiente

Accionamiento eléctrico (Electric motor drive)

(7)

Servo accionamiento (Servo drive)

•Precisión de velocidad y/o posición

•Tiempo de respuesta rápido

Red de suministro Motor Electrónica de potencia Sensores velocidad / posición Sistema Controlador Medición de variables Controlador del sistema Set Point

(8)

Mantenimiento Motor CC Electrónica de potencia-Motor CC Mantenimiento Motor AC Electrónica de potencia-Motor AC Reducción de costo

Costo actual Costo Futuro

(9)

Accionamiento eléctrico en motores de corriente continua (DC drive)

Imán Permanate

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.

(10)

Accionamientos sobre motores de CC Red Motor Electrónica de potencia Sensores Vel/pos Carga Mecánica Controlador de vel/pos Set Point Controlador de corriente + -i_a i_a* v_a

Servo accionamiento de continua. Excitación independiente

(11)

m Ea Cabeza de bobina Lados activos de bobina N S Escobillas Armadura + -

 B()

a’ a

(12)

l v + - e B B v f_q+

N S ₀  r + - v m a a’

Fuerza Electro-Motriz Inducida (femi)

d

e

dt









. q f _  q vB

( )

( ). .

( )

2 . . . ( )

.

m

e

B

l v

e

B

v

N

r

l r









Principio de funcionamiento

(13)

Accionamientos sobre motores de CC i B B i.dl f_em dl fem N _S r i i m F F a a’





. em f  i dl B

( )

2.

_em

( ).

T





f



r

Fuerza electromagnética. Cupla electromecánica

( )

em

f





NilB



(14)

B()  0 e_aa’()=2.l.r._m.B()  0 ea() Ea T() Tm + - Ea N _S F F m  + _- Ea N S m  a a’ a a’ + _- Ea N S F m  a’ a r

(15)

Accionamientos sobre motores de CC Excitación Independiente N _S campo armadura Hipótesis

•Despreciable efecto de reacción de armadura

•Linealidad magnética. Sin efectos de saturación

(16)

Accionamientos sobre motores de CC Excitación Independiente ea L_a R_a J B m T_m va ia + - Característica T_mvs _m de estado estacionario

(17)

Accionamientos sobre motores de CC Excitación Independiente

Control de velocidad

Mediante resistencia externa (en serie con la armadura)

_m ₀ R_ext1 R_ext2 _R ext1 < Rext2 Característica nominal R_a

(18)

Mediante variación de la tensión de armadura

_m T_m T_L ₀ Característica nominal V_a1> V_a2 V_anominal V_a1 V_a2

(19)

Mediante variación del flujo de campo. Debilitamiento de campo

_m ₀ Característica nominal _f2 _f1> _f2 _f1 _fnominal

(20)

Accionamientos sobre motores de CC Excitación Independiente _m _N ~2.N I_aN T_aN V_aN P_aN T_aN E_aN _fnominal _ f < fnominal I_aN.R_a

(21)

Modelo dinámico de pequeña señal del motor de cc

-T_L + -I_a V_a _m 11s._a T_m 11s._m 1 a R 1 B E_a

(22)

Modelo dinámico de pequeña señal del motor de cc -T_L + -I_a V_a  m 11s.a T_m 11s._m 1 a R 1 B E_a

(23)

Respuesta temporal de la velocidad y la cupla motora

La=12mh J=5kgm2

B=0.01Nms Ke=Ka_f=1.8

(24)

(25)

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 1.0s 1 V(a_in) 2 I(Motor1.R_rot) -200V 0V 200V 400V 1 -40A 0A 40A 80A 2 >> V(Fan1:RPM) 150V 200V 250V SEL>> velocidad