1. Introducción

2. Objetivos de la regulación y accionamiento

3. Partes de un accionamiento

4. Aplicaciones comunes

5. Fases del movimiento en la variación de velocidad

6. Requerimientos del sistema mecánico

7. Sistemas típicos

INTRODUCCIÓN A LA REGULACIÓN DE

MAQUINAS ELÉCTRICAS

Introducción

Introducción

• Aparición del hombre –

esfuerzos físicos.

Introducción

Introducción

• Empleo de animales o

esclavos, prisioneros de

guerra.

• Recursos energéticos como el agua, viento.

Introducción

Introducción

• En el siglo XVIII junto a la revolución industrial – uso de

las maquinas de vapor en procesos industriales.

• Por la

complejidad y

costo solo se

tenia una

maquina en

cada instalación,

mediante ejes,

poleas y correas

se suministraba

energía

mecánica.

• Corriente Continua

• Corriente Alterna

Introducción

Introducción • A fines del siglo XIX dispone energía eléctrica en

forma masiva.

• Se mantenía la estructura – un motor grande.

• Comenzó la

industria de

construcción de

motores de

diferentes

potencias y

velocidades de

acuerdo a la

necesidad

Introducción

Definición de Regulación:

f. Acción y efecto de regular.

Proceso mediante el cual se mantiene

constante una magnitud o condición.

Velocidad

Posición

Torque

Introducción

En los países industrializados, los motores

eléctricos ocupan la primera posición en el

uso de la energía eléctrica.

• 65% de la energía eléctrica es consumida por motores.

• El control produce un incremento en la eficiencia de un 15 a 27%.

• Requiere un costo inicial que tiene una tasa de retorno a corto y mediano plazo.

El estudio de los accionamientos se enfoca al

conocimiento, cálculo, diseño y aplicación:

• las características electromecánicas de los

diferentes tipos de motores

• la carga a ser impulsada y su relación con el

motor

• los elementos de acople entre el motor y la

carga

• los elementos y sistemas de control y

comando necesarios para que el motor

satisfaga los requerimientos de la carga

según las especificaciones de operación

Introducción

Los accionamientos a velocidad variable

permiten optimizar los procesos industriales

reduciendo el gasto de energía y de materias

consumidas.

Persiguen conseguir una determinada

respuesta de un sistema mecánico, que puede

ser:

una velocidad de referencia

un par de referencia

una posición de referencia

Introducción

Introducción

• Los equipos utilizados en la industria moderna

funcionan a velocidades variables.

• Porque conlleva al ahorro de energía, a la

reducción de ruido, al incremento de la vida del

motor y a la posibilidad de diagnostico de fallas.

• Para lograr una adecuada productividad, lograr

una buena terminación del producto elaborado.

• Para garantizar la seguridad de personas y

bienes.

• Por medio del control de motores hacemos que este desarrolle en todo momento el torque y la velocidad necesaria para realizar una tarea específica, aun cuando las condiciones de carga y alimentación varíen.

• El control se concreta en estas dos variables mecánicas la velocidad y el torque, en la practica solo se controla una y la otra viene determinada por la carga.

Introducción

• Con la mayor precisión posible y al mismo

tiempo con la mayor velocidad de

respuesta posible frente a los cambios en

la carga.

• En este sentido, los antiguos sistemas de

control a través de elementos pasivos, han

sido reemplazados por nuevas tecnologías

basadas en la Electrónica de Potencia.

Introducción

• Fijar, variar o mantener la velocidad

• Arrancar y parar con suavidad

• Ajustar parámetros del proceso mecanico

(caudal, presión, etc)

• Sincronizar la velocidad de moteores

• Sincronizar la posición de motores

• Controlar aceleraciones

Objetivos de los accionamientos

eléctricos

Para conseguir este objetivo se utilizan

básicamente 4 sistemas:

• Sistema de regulación o sistemas de control.

• Fuente de alimentación y convertidor

electrónico de potencia.

• Motor eléctrico

• Sistema de transmisión y carga mecánica

Partes de un accionamiento

Partes de accionamiento

SISTEMA

DE

CONTROL

CONVERTIDOR

ELECRONICO

DE POTENCIA

MOTOR

AC / DC MAQUINA

ACCIONADA

ENERGIA

ELECTRICA

Undimotriz

Partes de accionamiento

Un conversor de potencia es un dispositivo

compuesto de interruptores que recibe una

determinada potencia de entrada y obtiene

en su salida una potencia controlada de

acuerdo a los requerimientos de la carga.

La controlabilidad de la potencia se logra

mediante en el encendido y apagado de las

válvulas.

Partes de accionamiento

• Conversores AC/DC

• Conversores DC/AC

• Conversores DC/DC

• Conversores AC/AC

Partes de accionamiento

• Máquinas de Corriente continúa

• Máquinas de Inducción

• Máquinas Sincrónicas

• Máquinas de Reluctancia

• Máquinas Paso a Paso

Partes de un accionamiento

Partes de accionamiento

Los principales factores a considerar para el diseño de

un sistema de regulación de velocidad son:

a) Límites o gama de regulación.

b) Progresividad o flexibilidad de regulación.

c) Rentabilidad económica.

d) Estabilidad de funcionamiento a una velocidad dada.

e) Sentido de la regulación (aumento o disminución

con respecto a la velocidad nominal).

f) Carga admisible a las diferentes velocidades.

g) Tipo de carga (par constante, potencia constante,

etcétera).

h) Condiciones de arranque y frenado.

Partes de accionamiento

Motores de tracción, máquinas herramientas,

extrusoras de plásticos, trenes de laminación,

mecanismos de elevación, transportadores y

elevadores de materiales, equipos de aire

acondicionado, bombas, ventiladores, hornos

rotativos o lineales, embotelladoras, molinos,

agitadores, platos giratorios, embaladoras de

cajas, perforación, cuchillas rotativas, llenado

y sellado (lineal/rotativa), etc.

Aplicaciones comunes

• Procesos industriales

• Maquinaria (prensas molinos…)

• Acondicionamiento de frio y calor industrial (bombas compresores ..)

• Transporte (asesores, trenes, metros…)

• Industria textil

• Industria de alimentos (transporte, ventila..)

• Industria de petróleo, gas y minería

• Residencial (lavadoras…)

Aplicaciones comunes

Fases del movimiento de

la variación de velocidad

Dinámicas

• Control de aceleración

• Tiempos cortos de arranque paro e inversión

• Tiempos cortos en cambio de velocidad

Precisión

• Mantener la velocidad constante

• Suministrar par a bajas velocidades

• Parar en posición

Requerimientos de sistemas

mecánicos

• Momento de inercia de sistemas rígidos

• Movimiento rotativo: aceleración

• Cajas de engranaje o reductores de

velocidad

• Sistemas con movimiento giratorio y lineal

(poleas)

Sistemas típicos