historia

Cálculo de características
de motores de CD mediante
instrumentación virtual
Santiago Neira Rosales, Miguel A. Gutiérrez Zamarripa,
Nicolás González Morales
FIME-UANL.
sneira2003@yahoo.com.mx, miguel_zamarripa68@yahoo.com,
nglz@gama.fime.uanl.mx
RESUMEN
En este trabajo se desarrolla un instrumento virtual de código abierto para
la estimación, en línea, del par, las potencias de entrada(eléctrica) y de salida
(mecánica), así como la eficiencia del motor eléctrico de corriente directa, CD.
El instrumento fue implementado físicamente y una de sus principales ventajas
es que se tiene acceso al código fuente y con esto, se le puede agregar mayor
funcionalidad ya sea probando nuevos algoritmos para estimación o agregando
nuevos cálculos.
PALABRAS CLAVE
Sensor, máquinaseléctricas, devanado de campo, devanado de armadura.
ABSTRACT
An open code virtual instrument, VI, for the on line estimation of the torque,
the electrical power consuption, the mechanical output, as well as the efficiency
of the direct current motor was developed in this work. The instrument was
physically implemented and its main advantage is the access to the source
code and, consequently, greaterfunctionality can be added for proving new
estimation algorithms and to adding new calculations.
KEYWORDS
Sensor, electrical machines, winding of field, winding of armor.
INTRODUCCIÓN
La facilidad con la que se convierte la energía eléctrica en mecánica por medio
de motores eléctricos, hace que esta máquina se encuentre presente en prácticamente
cualquier tipo de industria. Particularmente enel sector metal mecánico gran parte
del consumo de energía está relacionado con estos motores, de manera que en
cualquier plan de ahorro suelen ser los primeros en ser observados.
Conocer su eficiencia y desempeño es entonces de gran importancia y para
ello se deben de hacer mediciones de voltaje, corriente y potencia, algunas veces
esto se puede hacer directamente y en otras se estima eldesempeño general a
partir del voltaje y la corriente solamente, y de hecho si se hace en línea es posible
monitorearlos bajo diferentes condiciones.

20

Ingenierías, Abril-Junio 2007, Vol. X, No. 35

Cálculo de características de motores de CD mediante instrumentación virtual / Santiago Neira Rosales, et al.

La medición de las variables mencionadas
anteriormente puede ser realizadamediante
equipo comercial. Uno de ellos es el Power Logic1
cuyo funcionamiento requiere de un software, 4
transformadores de corriente (TC) y un procesador.
Además, la arquitectura de estos equipos es cerrada
y sólo se puede aprovechar lo que previamente se
establece por el equipo y no se pueden automatizar
otros cálculos.
El desarrollo de sensores virtuales no es un tema
nuevo, de hecho,existen trabajos sobre el tema
reportados en congresos internacionales, como por
ejemplo Anzurez et al. (2001)2 que utiliza el sensor
virtual para el cálculo de energía de uso doméstico,
en tanto el presente trabajo está orientado más a
máquinas eléctricas de posible uso industrial.
El instrumento virtual desarrollado automatiza
las mediciones y los cálculos de características de
motoreseléctricos de corriente directa, CD. Las
variables consideradas son: voltaje de armadura,
medido de manera indirecta utilizando un divisor de
voltaje, y corriente de armadura, medida mediante
la caída de voltaje que se produce por el paso de la
corriente a través de una resistencia de muy bajo
valor; a partir de estas mediciones se estiman el par,
la potencia de entrada y salida, el voltajeinducido en
la armadura y la eficiencia. Tanto el voltaje como la
corriente de campo también se prepararon para ser
medidas, sin embargo, debido a que el motor está
controlado por armadura, estos valores permanecen
constantes.
El sistema desarrollado permite realizar las
mediciones y cálculos preestablecidos, además es
posible contar con la información para otras posibles
aplicaciones,...