jorge cuevas

Control de las variables de velocidad y posición en motores de CD

1. Introducción
Los primeros sistemas de control de velocidad variable que provocaron que la industria pusiera atención en ellos fueron los que se implementaron con motores de C.D. de excitación separada.
Desde el punto de vista de diseño, la máquina de C.D. presenta muchas desventajas, al ser comparada principalmente conla de C.A.
Comparados los motores de C.D. los motores de inducción jaula de ardilla de C.A. presentan varias ventajas significativas en la robustez de su diseño:

Tamaño más reducido
No necesita mantenimiento
Se pueden instalar casi en cualquier medio ambiente
Los costos son mucho menores
Sin embargo, los motores de C.A. poseen las siguientes desventajas
La ecuación del parelectromagnético no se encuentra desacoplada
El control de estas máquinas es más complicado.
Características mecánicas de motor de corriente continua de excitación independiente.
La característica mecánica del motor se puede determinar de manera genera si se mantiene el voltaje de campo fijo (V) y se considera un régimen en estado permanente de forma que para el circuito de armadura se tiene
U=iR+E
Dónde:Entonces se tiene

Para la característica mecánica, recordando que el par electromagnético desarrollado es



Donde
Es importante mencionar que el flujo tiende a desaparecer, es C=0 entonces teóricamente la velocidad alcanzaría valores muy elevados; esta condición puede aparecer cuando se suspenda la alimentación eléctrica en el devanado de campo.
Variables de estado ydiagramas de bloques para la representación de la máquina de corriente directa
cuando se requiere tener un modelo dinámico se puede recurrir a un modelo en variables de estado o al empleo de un diagrama de bloques; estas 2 representaciones son de las más empleadas.
En la figura 5.5 se muestra el modelo eléctrico del motor de C.D. en el que se tienen los circuitos de armadura y del campo; elcircuito de la armadura se puede identificar como el circuito que contiene la FEM, el circuito del campo se encuentra definido únicamente por una resistencia, un inductor y una fuente de alimentación.






Diagrama de bloques simplificado de control de posición de un motor
Empleado la descripción del convertidor



Y las partes descriptivas anteriormente, se pueden simplificar el controlde posición de un motor empleado el diagrama de la figura 5.18.
En este tipo de control no se recomienda usar la acción diferencial debido a que puede existir ruido en la señal, afectando nocivamente el desempeño del sistema. Se propone el uso de controladores con acción proporcional e integral (PI).
Se puede apreciar que este es un tipo cero, sistemas de acuerdo con el numero de poloe en leorigen por lo que para anular el error de posición en estado permanente se requiere un control PI
Para controlar el par es necesario controlar primero la variable eléctrica que es la corriente, y esta se puede controlar a través del voltaje de entrada mientras que la FEM se puede observar como una perturbación en el circuito eléctrico del motor.


Características:
Los motores de Corrientecontinua también llamados corriente directa, función gracias a
el rotor está compuesto por bobinas, y la carcasa de (generalmente) dos imanes, una característica de éstos motores, la polaridad constante de la carcasa.


Variación de Velocidad de Motores de Corriente Alterna:
1) Definición de Variador de Velocidad, Conceptos básicos: Control de Velocidad y
Torque del Motor:

En lasaplicaciones industriales modificar la velocidad de un eje implica también disponer del torque necesario para dicha acción. En una intención de clasificar las aplicaciones por el torque requerido a diferentes velocidades de trabajo podríamos agruparlas mayoritariamente en 2 grupos:
Cupla constante : Son aquellas aplicaciones que requieren cupla constante en todo el rango de velocidades de operación...