VARIADORES DE VELOCIDAD

POR QUÉ VELOCIDAD VARIABLE

Para entender por qué es necesario el control de velocidad variable, necesitamos primero entender los requerimientos de los distintos procesos

Los procesos se pueden dividir en 2 grandes grupos: Procesamiento de material Transporte de material

Ambos pueden tener la necesidad de ajustarse al proceso.

Esto es posible gracias a los sistemas de velocidad variable

PROCESOS INDUSTRIALES

Industria química Pulpa y Papel, imprenta Alimentos y bebidas Harina de pescado Minería Metales Metalmecánica Plásticos Textiles

PROCESOS NO INDUSTRIALES

Plantas de Tratamiento de Agua

Sistemas de ventilación y aire acondicionado

Lo que tienen en común estas industrias es que requieren algún tipo de control usando variadores de velocidad

PROCESAMIENTO DE MATERIAL

Material de forma definida

Son manipulados por máquinas como rodillos laminadores, sierras, molinos, etc.

Material de forma indefinida

Son procesados por equipo de planta como centrífugas, extrusoras, prensas, mezcladoras, etc.

TRANSPORTE DE MATERIAL

Material Sólido, como contenedores, metales, madera, minerales, personas, que son transportados por: Grúas, fajas transportadoras, elevadores

Material líquido, como agua, aceite o químicos, transportados por: Bombas

Material gaseoso, como aire o gases, transportados por: Ventiladores, compresores o sopladores

VOLUMEN VARIABLE

En la mayoría de procesos existe al menos una variable que requiere un ajuste del proceso

Por esto los procesos variables y volumen de material necesitan alguna forma de control

Hay muchos parámetros involucrados en un proceso, lo más comunes son entrada, salida y perturbaciones

Estos parámetros pueden necesitar mantenerse constante o variarse de acuerdo a un patrón

En ciertos procesos no existen perturbaciones y la entrada es constante

Si la salida se necesita cambiar, entonces la entrada debe cambiar también, de lo contrario se convierte en perturbación también

La solución es variar la velocidad para poder cumplir con los requerimientos del proceso

METODOS DE CONTROL

Un incremento en la capacidad de producción requiere una reconstrucción del sistema completo y cada control on-off puede ocasionar daños eléctricos y mecánicos

Un sistema simple de control on-off consume adicionalmente más energía y durante el ciclo de vida de la inversión el costo operativo es mucho mayor

El mejor sistema de control es velocidad variable que se ajuste exactamente a las necesidades del proceso

VARIADORES DE VELOCIDAD

Mecánicos: Emplean sistemas de poleas conicas de paso variable o discos excéntricos

Hidráulicos: Se utiliza el principio de la turbina. Variando el volumen de aceite a través de válvulas en el acoplamiento se logra una diferencia de velocidades entre el eje motriz y el eje conducido.

Variadores DC: Se controla el voltaje de alimentación al motor DC

DISTRIBUCIÓN DE MERCADO

Introducción a los Motores Eléctricos

Motores C. C.

MOTOR DC

Está compuesto por el estator y el rotor-armadura

El estator consiste en un bobinado que origina un campo magnético fijo

El rotor-armadura está compuesto por una serie de bobinados que crean un campo magnético conectados a través del conmutador que busca alinearse con el campo del estator produciendose el giro del motor

Ea = k.n.If

Ia = ( Va – Ea ) / ( ra + X La )

Te = k.If.Ia

P = Va.Ia. Eficiencia = Te.n. Eficiencia

VARIADOR DC

VARIADOR DC

El variador DC tiene dos componentes:El convertidor y el regulador

El convertidor convierte la energía AC en DC

Está compuesto básicamente por SCR que rectifican el voltaje AC

El regulador es la parte lógica que determina cuánto voltaje y corriente es necesario aplicar al motor

Una vez que se obtiene la orientación del campo, el torque del motor DC se controla fácilmente variando la corriente de armadura y manteniendo la corriente de magnetización constante

VARIADOR DC

La ventaja del variador DC es que la velocidad y el torque son controlados directamente por la corriente de armadura

Control de torque rápido y preciso (lazo de control interno)

Respuesta de velocidad de alta dinámica (lazo de control externo)

La orientación del campo se lleva a cabo a través del conmutador y las escobillas (simple elemento mecánico). No se requiere de un control electrónico complejo

VARIADOR DC

Desventajas:

Baja confiabilidad del motor

Mantenimiento constante

Motor costoso

Necesita un encoder como retroalimentación