Variadores frecuencia (presentación)

VARIADORES DE FRECUENCIA

FRANCISCO LUQUE LUQUE 1

LÍNEAS GENERALES

• Introducción

• Variación de velocidad motores CC.

• Qué es un variador de frecuencia.

• Funcionamiento interno

• Diagrama en bloques.

• Circuitería.

• Principios físicos

• Variación de la velocidad con la frecuencia.

• Par motor.

• Sobre-velocidad

• Ventajas y desventajas de su utilización.

FRANCISCO LUQUE LUQUE

Variación de velocidad del motor mediante potenciómetro y transistor en continua.

INTRODUCCIÓN


Definición: Dispositivo electrónico que permite el control sobre motores eléctricos.

INTRODUCCIÓN

Sistema de monitorización y control

global, ej. SCADA (Supervisory

Control And Data Adquisition)

Entradas de sensores (ej.

Temperatura de agua) y salidas (ej.

displays mostrando RPMs del motor)FRANCISCO LUQUE LUQUE 5


LÍNEAS GENERALES

• Introducción





• Circuitería.



• Par motor.

• Sobre-velocidad




Diagrama de bloques:

FUNCIONAMIENTO INTERNO

Bus de continua: Almacenaje y filtración

mediante condensadores para proporcionar

un valor estable de corriente.

Etapa de salida: Se obtiene la señal de

salida. Procedimientos varios (troceado, ciclo

de convertidores, PWM…) y utilizando

distintos elementos (más utilizados BJTs).

Control y E/S: Interfaz de comunicación,

entradas/salidas, sistemas de protección.


PAM: Modulación Por Amplitud De Pulsos

FUNCIONAMIENTO INTERNO

PWM: Pulse Width Modulation o Modulación

De La Anchura De Pulso



LÍNEAS GENERALES

• Introducción





• Circuitería.



• Par motor.

• Sobre-velocidad




PRINCIPIOS FÍSICOS:

f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz).

P: Número de pares de polo.

p: Número de polos.

n: Velocidad de sincronismo (RPM).

Aplicación a motores síncronos y asíncronos (inducción).

En motores asíncronos, la velocidad real de giro siempre es menor que la expresada. La diferencia entre

nSINCRONA y nASÍNCRONA, se denomina deslizamiento, (σ ó s) que se expresa en porcentaje de rpm o en valor absoluto:

nSINCRONA = 1500 rpm

nASÍNCRONA = 1440 rpmdeslizamiento: σ = 4% o 60 rpm.

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PRINCIPIOS FÍSICOS:

El flujo magnético en los polos del motor depende de la

tensión. Si hacemos el factor U/f constante…

Par motor.

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PRINCIPIOS FÍSICOS: Par motor.

Par constante: Bombas de pistón



PRINCIPIOS FÍSICOS: Sobre-velocidad.



LÍNEAS GENERALES

• Introducción





• Circuitería.



• Par motor.

• Sobre-velocidad




• Reducción de estrés de sistemas mecánicos.

• Incremento de su vida útil.

• Reducción de costes de mantenimiento.

VENTAJAS: General.

• Reducción de estrés eléctrico.

• No es necesaria intensidad mayor a la nominal para el arranque.

• Evita sistemas de arranque alternativos y menos útiles (estrella-triángulo, arrancador de estado

sólido…)

• Control y comunicación. Sistemas de automatización. Optimización del proceso.

• Ahorro energético.

Golpe de ariete/water-

hammer/pulso de Zhukowski:

Importancia bombas hidráulicas.



VENTAJAS: Ahorro energético. Par en bombas centrífugas y ventiladores.



VENTAJAS: Ahorro energético.

Leyes de afinidad. Ley uno: diámetro impulsor constante.

•𝑄1

𝑄2= 𝑁1

𝑁2

•𝑃1

𝑃2=

𝑁1

𝑁2

2

•𝑾𝟏

𝑾𝟐=

𝑵𝟏

𝑵𝟐

𝟑



VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por dampers.



VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por álabes.



VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por variadores de frecuencia.



VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Comparación.



VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.

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• Necesidad de refrigeración.

• A menor RPMs de diseño.

• A mayor RPMs.


DESVENTAJAS:

• Necesidad de inversión económica inicial (se recupera con el ahorro).

• Una instalación o aislamiento (filtros) incorrecto puede provocar ruidos e

interferencias que pasen a la red y afecten a equipos electrónicos cercanos.

• Instalación, programación y mantenimiento han de realizarse por personal

cualificado.


• Wikipedia (par motor, leyes de afinidad, motores síncronos, motores

asíncronos/inducción…).

• ABSA (web) y vídeo.

• Modulación.

• PDF con información varia (diagrama de bloques del funcionamiento interno,

par, sobre-velocidad…).

• COMPLEMENTARIA:

• ABB, nueva generación de convertidores de frecuencia de Compatibilidad Total (vídeo en web).

• Motor de inducción, funcionamiento (vídeo en inglés).

BIBLIOGRAFÍA:

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http://en.wikipedia.org/

http://www.absaweb.com.mx/

https://www.youtube.com/watch?v=UxyEhbwD3z0

http://interactivelectronic.wordpress.com/2011/01/27/capitulo-5-modulacion-por-pulsos/

http://ingenieros.es/files/proyectos/Variadores_de_frecuencia.pdf

http://www.abb.es/product/es/9AAC100217.aspx?country=ES

https://www.youtube.com/watch?v=rD3zicaeyuA

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