Variador de Frecuencia

7/21/2019 Variador de Frecuencia

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE

DEPARTAMENTO DE ELECTRÓNICA

MÁQUINAS ELÉCTRICAS

Nombre: David Segarra NRC: 2219 Fecha:2015/06/30

Co!ro" #e $e"oc%#a# e Mo!ore& #e I#'cc%o

Var%a#or #e Frec'ec%a

La velocidad de operación de un motor de inducción puede cambiarseaumentando o disminuyendo la recuencia de la uente de volta!eaplicada" #ara poder reali$ar esto se re%uiere de un suministro conrecuencia variable"

Figura 1: Control de velocidad de un motor por medio de un Conversor de Frecuencia

&n la siguiente 'gura se muestran las caracter(sticas de velocidad)parde un motor con cuatro recuencias distinta* en cada una de estasrecuencias el motor opera a una velocidad en %ue la l(nea de cargainterseca la caracter(stica velocidad)par para esa recuencia" +,uru -.i$iroglu* 2006



Figura 2: Características velocidad-par con cuatro frecuencias distintas

#ara reali$ar este tipo de control de velocidad oy en d(a se pre'eren loscontroladores de recuencia variable de estado sólido* la composición deestos variadores viene dada por

• E!a(a Rec!%)ca#ora") onvierte la tensión alterna en continuamediante recti'cadores de diodos* tiristores* etc"

• E!a(a %!erme#%a*+ &iste un 'ltro para suavi$ar la tensiónrecti'cada y reducir la emisión de armónicos"

• I$er&or o ,I$er!er,*+ onvierte la tensión continua en otra detensión y recuencia variable mediante la generación de pulsos"4ctualmente se emplean ,7 8s +solated ,ate ipolar 7ransistorspara generar los pulsos controlados de tensión" Los e%uipos msmodernos utili$an ,7 8 s inteligentes %ue incorporan unmicroprocesador con todas las protecciones por sobrecorriente*sobretensión* ba!a tensión* cortocircuitos* puesta a masa delmotor* sobretemperaturas* etc"

• E!a(a #e co!ro"*+ &sta etapa controla los ,7 8s para generarlos pulsos variables de tensión y recuencia" : adems controla losparmetros eternos en general* etc +rate - ;illacis* 2011"

&l control del volta!e y la recuencia de salida se lleva a cabo utili$andola t<cnica de modu)lación de anco de pulso +#=>" 7anto la recuenciacomo el volta!e de salida pueden ser controlados por separado mediantemodulación de anco de pulso +apman* 2000"

&l #=> es el proceso de modi'car el anco de los pulsos de un tren depulsos en ra$ón directa a una pe%ue?a se?al de control@ cuando mayorsea el volta!e de control* ser ms anco el pulso resultante +rate -;illacis* 2011"

La 'gura 3 muestra la orma como el dispositivo #=> puede controlar larecuencia de salida mientras mantiene un nivel de volta!e rmsconstante"



Figura 3

on recuencia es deseable variar en orma lineal tanto la recuencia desalida como el volta!e rms de salida +apman* 2000"

&isten dierentes tipos de modulación por anco de pulso* tales comomodulación por anco de pulso Anico* por anco de pulso mAltiple*sinusoidal* sinusoidal modi'cado* entre otros* cada uno con susrespectivas caracter(sticas"

Las se?ales de control* se generan comparando a una se?al dereerencia sinusoidal de amplitud 4r* con una onda portadora triangularde amplitud 4c y recuencia r" La variable de control es el (ndice demodulación de amplitud +>* o (ndice de modulación* el cual es larelación de 4r entre 4c"

M B Ar Ac

Si se var(a 4r desde 0 asta 4c* se puede modiicar el anco de pulso C*de 0 a 10 grados" De esta manera* la amplitud pico de la senoidalcontrola el (ndice de modulación >* y en consecuencia el volta!e E>S desalida ;0"



Figura 4: Modulación por ancho de pulso sinusoidal

Se puede observar %ue el rea de cada pulso corresponde en ormaaproimada* al rea ba!o la onda sinusoidal* entre los puntos medios

adyacentes de los periodos de apagado de las se?ales de control +rate- ;illacis* 2011"

#ara las se?ales de control en un puente inversor trisico* el semiciclopositivo puede ser id<ntico al semiciclo negativo* desasado este Altimo10 grados como se muestra en la 'gura 5* en base a estacaracter(stica* las se?ales de control se pueden basar sólo en los valoresde la se?al #=> resultante de un semiciclo +rate - ;illacis* 2011"

Figura : Modulación de ancho de pulso sinusoidal unidireccional

P-M (or m'e&!reo re.'"ar

La onda modulante senoidal es aora muestreada en intervalosregulares correspondiendo a los picos positivos de la portadora" &l

circuito sample)and)old mantiene un nivel constante asta %ue sereali$a la siguiente muestra" &ste proceso resulta en una versiónescalonada* o modulada en amplitud@ de la onda de reerencia" &staonda escalonada* es comparada con la portadora triangular* y los puntosde intersección determinan los instantes de conmutación del inversor*en la 'gura



&n general* el proceso de #>= modi'ca el contenido armónico delvolta!e de salida y puede usarse para minimi$ar eectos armónicosindeseables en la carga +rate - ;illacis* 2011"

Figura !: "#M por muestreo regular

Pro!ecc%/ #e" mo!or

&l controlador de recuencia de un motor de inducción usualmente tieneincorporados una serie de elementos dise?ados para proteger el motor

%ue se le acopla" &l controlador puede detectar corrientes ecesivas deestado estacionario +condición de sobrecarga* corrientes instantneasecesivas* condiciones de sobrevolta!e o condiciones de ba!o volta!e" &ncual%uiera de estas situaciones parar el motor" &n la actualidad loscontroladores de motores de inducción como el antes descrito son tanFeibles y con'ables %ue los motores de inducción %ue los incorporanan despla$ado a los motores de corriente continua en mucasaplicaciones en las %ue se re%uiere un rango amplio de variación develocidad +apman* 2000"

0%b"%o.ra12a,uru* "* - .i$iroglu* ." +2006" M$%uinas &l'ctricas ( )ransformadores* >eico 4laomega"

rate* 4"* - ;illacis* 4" +2011" +ise,o ( construcción de un módulo convariador de frecuencia para el control de velocidad para motoresasincrónicos aula de ardilla trif$sicos* &scuela Superior #olit<cnica deimbora$o* Eiobamba"



apman* S" +2000" M$%uinas &l'ctricas* >c,raG.ill"

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