Contenido
Introduccion
Principios de control DC
Controlador de fase
Análisis estatico
Operación en dos cuadrantes
Funcion de transferencia
Diseño del control
Introducción
Cotrol de fase significa utilizar un AC-DC (rectificador) dondes se controlar el punto de encendido de los dispositivos.
Con esto se controla el voltaje aplicado a la armadura y por tanto la corriente.
Estos rectificadores pueden ser monofásicos o trifásicos.
Relación voltaje flujo y velocidad
El voltaje inducido depende de la velocidad y el flujo
El flujo es proporcional a la corriente de campo
La velocidad del motor es proporcional al voltaje y corriente de campo.
Control de campo
La velocidad del motor es inversamente proporcional al flujo magnético.
Además si cambiamos el signo de este flujo cambiamos la dirección de la corriente.
Este tipo de control no se utiliza para velocidades menores que la velocidad nominal debido a que el flujo debido a ala saturación no se puede hacer mayor que el nominal.
Control de armadura
La velocidad del motor es proporcional al voltaje de campo
Este control es capaz de cambiar la velocidad continuamente desde cero a la velocidad nominal.
Despues de este valor no se puede seguir aumentando debido a limitaciones en el aislamiento del embobinado y de la fuente disponible.
Control de armadura y campo
Ambos controles se pueden combinar para hacer variar la velocidad desde cero hasta varias veces la velocidad nominal.
En la primera región se utiliza el control de armadura, donde el torque permanece constante.
w
T
Ejemplo:Rangos del control de un motor dc.
Un motor de excitación separada tiene los siguientes valores nominales: 2.625HP,120V,1313 rpm, Ra=0.8ohm Rf=100ohm, Kb=0.764 V. s/rad,La=0.003H, Lf=2.2H.
Los voltajes de armadura y campo se pueden controlar independientemente. Dibuje la característica torque velocidad del motor si la corriente en la armadura y el campo no le he permitido aumentar sobre sus valores nominales. El flujo nominal es obtenido con un voltaje en el campo de 120V. Este voltaje puede ser disminuido hasta 12 Vde una manera segura para el motor.
Rate values (Wmr, Ter, Iar, Ifr) Torque constante (e1,Wml,Wmln) Reduccion flujo ( en,?fn,Ifmin,range ?fn,Ten)
Ejemplo Rango de control con corriente de armadura 3Pu
En el ejemplo anterior considere que la corriente es permitido cambiar hasta 3 veces su valor nominal. Dibuje su característica torque velocidad.
Torque constante:Ten,em,wml,wmln,
Flujo reducido Imax, em,en,wmn
Operación en cuatro cuadrante
De acuerdo al signo del torque y la velocidad podemos operar la máquina DC en cuatro modos
Foward Motoring
Motor corre en dirección normal y la potencia fluye de la fuente al motor.
Foward Regeneration
Motor corre en dirección normal y la potencia fluye de el motor a la fuente. El motor se frena
Reverse motoring
Motor corre en dirección opuesta y la potencia fluye de la fuente al motor.
Reverse Regeneration
Motor corre en dirección normal y la potencia fluye del motor al la fuente. El motor se frena.
Cambiando el punto de operación entre los cuadrantes
Si el motor esta operando en el punto P1 y se desea mover al punto Q.
Se mueve hacia abajo siguiendo la direccion M1.
Luego sigue M2,M3 hastallegar a Q2
Luego se ajusta el torque para igualr Te2
Este camino se sigue para alcanzar el punto deseado en el menor tiempo posible.
Lo mismo se hace si se quiere llegar al punto P2
Convertidor de tiristores
SCR
Es un diodo de cuatro capas y tres terminales que conduce corriente entre gate y cátodo cuando recibe un pulso por el gate. Una vez encendido no se detiene hasta que la corriente a través de el se hace cero.
Convertidor
Se utilizan en los rectificadores en lugar de los diodos.
Estos convertidores producen un voltaje de salida proporcional al punto de encendido.
Existen de una fase y de dos fases.
Convertidor de fase monofasico
Al igual que un puente rectificador T1 y T2 operan en una alternación mientras que T3 y T4 operan en la otra.
Sin embargo Cuando la carga es inductiva y la corriente nunca se hace cero, una pareja sigue conduciendo mas allá de 180 grados hasta que la otra pareja recibe el comando de empezar a conducir.
La corriente en la carga es directa mientras que del lado ac es una onda cuadrada.
El valor promedio del voltaje aplicado en este caso es positivo como aparece en la figura.
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