Laboratorio 13

Electrónica de Potencia – Lab Nº 13

VARIADOR TERCO

I. OBJETIVOS: Aplicar con seguridad criterios de instalación.

Identificar el tipo de variador a utilizar según la aplicación.

Identificar los principales parámetros a tomarse en cuenta para la puesta en marcha.

Analizar las fallas más comunes y sus posibles soluciones.

II. INTRODUCCIÓN TEÓRICA

Desde que en 1896, Harry Ward Leonard presentó su ponencia sobre el control de velocidad de motores eléctricos, en la cual demostraba que se podían controlar de modo preciso y eficiente las máquinas mecánicas tales como elevadores, locomotoras, prensas de impresión, grúas, bombas, ventiladores por medio del uso de motores eléctricos, ha transcurrido más de un siglo y aún se tiene gran demanda por el uso de los variadores de velocidad. Esto ha permitido su continuo y vertiginoso desarrollo sobre todo en estos tiempos de políticas de conservación del medio ambiente y ahorro de energía. La disponibilidad de mejores dispositivos electrónicos de potencia y la aplicación de la informática han logrado que los variadores puedan comunicarse en redes de supervisión y control, obligando a los usuarios a su capacitación permanente.

El Variador de Velocidad (VSD, por sus siglas en inglés Variable Speed Drive) es en un sentido amplio un dispositivo o conjunto de dispositivos mecánicos, hidráulicos, eléctricos o electrónicos empleados para controlar la velocidad giratoria de maquinaria, especialmente de motores. También es conocido como Accionamiento de Velocidad Variable (ASD, también por sus siglas en inglés Adjustable-Speed Drive). De igual manera, en ocasiones es denominado mediante el anglicismo Drive, costumbre que se considera inadecuada.

PROGRAMA DE FORMACIÓN REGULAR- 1 -


Variador de velocidad electrónico

La maquinaria industrial generalmente es accionada a través de motores eléctricos, a velocidades constantes o variables, pero con valores precisos. No obstante, los motores eléctricos generalmente operan a velocidad constante o cuasi-constante, y con valores que dependen de la alimentación y de las características propias del motor, los cuales no se pueden modificar fácilmente. Para lograr regular la velocidad de los motores, se emplea un controlador especial que recibe el nombre de variador de velocidad. Los variadores de velocidad se emplean en una amplia gama de aplicaciones industriales, como en ventiladores y equipo de aire acondicionado, equipo de bombeo, bandas y transportadores industriales, elevadores, llenadoras, tornos y fresadoras, etc.

Un variador de velocidad puede consistir en la combinación de un motor eléctrico y el controlador que se emplea para regular la velocidad del mismo. La combinación de un motor de velocidad constante y de un dispositivo mecánico que permita cambiar la velocidad de forma continua (sin ser un motor paso a paso) también puede ser designado como variador de velocidad.)

Variador de velocidad TERCO


http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_paso_a_paso

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_paso_a_paso

http://es.wikipedia.org/wiki/Fresadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Torno

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire_acondicionado

http://es.wikipedia.org/wiki/Ventilador

http://es.wikipedia.org/wiki/Industria

http://es.wikipedia.org/wiki/Controlador


III. RESULTADOS DEL LABORATORIO

Conecte el módulo según la figura del anexo. Pregunte al profesor antes de cualquier duda.En este caso la máquina AC trabajará como un motor AC de inducción, el cual será alimentado con voltaje AC variable (f: constante) por medio del auto - transformador trifásico VV3. La máquina DC trabajará como generador DC. El banco de resistores R1 es la carga del generador DC, el cual a su vez es la carga del motor de inducción AC.

Alimente con 100VDC al campo del generador DC por medio del DR1. R1 debe estar en Imin y el conmutador para carga en vació estar en estado “OPEN” complete las siguientes tablas para los diversos valores de voltaje de alimentación al motor AC por medio del Variac.



Diagrama de conexiones del Variador TERCODATOS OBTENIDOS PARA LA FRECUENCIA DE 60HZ

Estado

US1(AC)

IS1(AC)

f (Hz) RPM

cosф

UA(DC)

IA(DC)

PIN(W)

POUT(W)

Vacío 219 1.49 60.1 3546

0.02 83 0.07 11.07 5.81

Carga

Imagen de los displays del variador de velocidad TERCO a una frecuencia de 60.1 Hz en la cual podemos observar los parámetros

obtenidos para llenar nuestra tabla.



Aquí se muestran los pulsos que obtuvimos al maniobrar el variador de velocidad TERCO a una frecuencia de 60.1 Hz.

DATOS OBTENIDOS PARA LA FRECUENCIA DE 30HZ

Estado

US1(AC)

IS1(AC)

f (Hz) RPM

cosф

UA(DC)

IA(DC)

PIN(W)

POUT(W)

Vacío 168 1.77 30.8 1808

0.02 41 0.07 10.31 2.87

Carga






DATOS OBTENIDOS PARA LA FRECUENCIA DE 10HZ

Estado

US1(AC)

IS1(AC)

f (Hz) RPM

cosф

UA(DC)

IA(DC)

PIN(W)

POUT(W)

Vacío 100 1.98 10.1 570 0.06 11 0.06 20.57 0.66Carga






IV. PREGUNTAS

¿Por qué se utiliza la onda Seno – PWM para alimentar al motor?

Se utiliza la onda Seno – PWM porque es la onda más conveniente a utilizar para lograr un buen funcionamiento en los motores; además esta modulación se utiliza para bajas



frecuencias, así el motor recibe la onda de voltaje por los bornes de salida en la cual los filtra para así obtener corrientes casi senoidales.

En la figura 2 se observa que todas las puntas tienen un punto común; ¿Por qué?, ¿Qué nombre tiene dicho punto común?

Todas las puntas llegan a un mismo punto porque están relacionadas con la frecuencia nominal y el número de polos los cuales son constantes y es debido a eso que la velocidad es constante, he ahí la razón de el porqué todas las curvas llegan a un mismo punto.

Este punto común toma el nombre “Velocidad Síncrona”

Que se concluye del trabajo del motor con alimentación a voltaje variable y frecuencia constante.

Que el torque se reduce considerablemente a medida que disminuye la tensión de alimentación.

Que se concluye del trabajo del motor con alimentación a voltaje variable y frecuencia variable.

Que el torque se mantiene constante, debido a que se mantiene constante la relación V / F = Vnom / Fnom = cte.

V. OBSERVACIONES

Se observó que en la experiencia de voltaje variable y frecuencia constante, que la velocidad disminuye considerablemente cuando hay presencia de carga.



Se observó que en la experiencia de voltaje variable y frecuencia variable la velocidad sufre un ligero cambio cuando esta con carga.

Se observó en el osciloscopio que a medida que se va disminuyendo la frecuencia los periodos que se observa se van incrementando proporcionalmente.

VI. CONCLUSIONES

Se pudo reconocer los principales parámetros de funcionamiento del variador AC.

Se logro identificar las principales partes que conforman el variador de velocidad del motor AC que son rectificador, filtro e inversor.

Se determinó que la onda Seno – PWM es la más conveniente para hacer arrancar los motores de baja frecuencia.

Se logró identificar las etapas que conforman los variadores de velocidad.

Para disminuir la corriente del motor el paquete de pulsos tiene que tener mayor periodo

VII. RECOMENDACIONES

Antes de empezar a realizar las conexiones se recomienda revisar las conexiones realizadas para poder evitar problemas durante el desarrollo del laboratorio.

Se recomienda trabajar con mucho cuidado y prestar mucha atención a las indicaciones del profesor, pues se debe recordar que se está trabajando con altos valores de corriente.

VIII. APLICACIÓN DE LO APRENDIDO



Redacte un protocolo de pruebas que permita al personal técnico comprobar el estado de la etapa de potencia del Variador y luego ponerlo en marcha.

Protocolo de Pruebas

Comprobando el estado de la etapa de potencia del variador

1. RECTIFICADOR – Puente de Diodos

a. Revisar y probar con los instrumentos de medición el estado del puente de diodo.

b. Realizar las pruebas de continuidad entre los pines del puente del diodo.

2. FILTRO – Banco de condensadores y bobina de choque

a. Revisar el estado de los condensadores con los instrumentos de medición adecuados.

b. Revisar la continuidad en la bobina de choque.

3. INVERSOR – 6 transistores IGBT con sus respectivos diodos Dámper

a. Revisar el estado de los 6 transistores IGBT.

b. Revisar la continuidad de los sus respectivos diodos.

Poner en marcha el variador de velocidad




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