regulador de velocidad

Funcionamiento del regulador de velocidad
Por:
Alejandro Di Benedetto
Introducción:
Debido al cambio constante en la demanda de potencia que sufre un generador es
necesario contar con los mecanismos de regulación que puedan adaptar en todo momento la
generación al consumo.
Si la potencia mecánica de una máquina se mantiene constante y varía el consumo
(potencia eléctrica), la diferenciaserá absorbida por las partes rotantes del sistema variando
su energía cinética. La variación de la velocidad de giro de un grupo generador ante los
cambios en el consumo proporciona una referencia para efectuar la regulación. Cuando el
consumo aumenta la velocidad baja, mientras que si disminuye la velocidad aumenta, esto
va a proporcionar un buen mecanismo de censado.
Al control de velocidadrealizado en cada grupo generador se lo llama regulación
primaria.

Desarrollo1:
Para explicar mejor el funcionamiento de un sistema regulador vamos a recurrir al uso
de un ejemplo, una central hidroeléctrica. Ésta se esquematiza convenientemente en la
siguiente figura (Figura 1) resaltando las partes importantes del sistema regulador.

Motor de control de
potencia
A’

Tornillo

G’’m
M

G

A

Varilla roscada

m

G’

M’

Servomotor

S3

a
Amplificador
hidráulico
b

D

Velocidad del grupo
(referencia)

S1
S2

Bomba de aceite

Depósito

Control de caudal

Figura 1 Esquema del regulador de velocidad de una planta hidráulica

1

Todo sistema de control debe contar con un sensor y un sistema actuador. En el caso que
estudiamos elsensor es un péndulo taquimétrico (o péndulo de Watt), que traduce un
cambio en la velocidad de rotación en un movimiento sobre la palanca de unión AGM (que
también opera como realimentador). Esta palanca actúa sobre la válvula piloto (pistones S1
y S2) y ésta a través de un amplificador hidráulico sobre el servomotor (pistón S3) que es el
actuador, que varía la alimentación de agua de laturbina. Además cuenta con un motor de
control de potencia para realizar la regulación secundaria manteniendo la frecuencia
(velocidad) constante para carga variable. Detallamos a continuación cada parte nombrada
y su principio de funcionamiento:

Péndulo taquimétrico:
Como se muestra en la Figura 1 el mecanismo de funcionamiento de este mecanismo es
simple, las dos masas m giran con la máquina(directamente o con reducción) unidas a unos
anillos a través de barras fijas. Al girar por fuerza centrífuga tienden a abrir el mecanismo y
esto es compensado por el resorte central. La variación de longitud del resorte produce un
movimiento sobre los anillos móviles actuando sobre la barra de unión, que luego accionará
al sistema actuador.
Hoy en día este sistema mecánico está en desuso yestá siendo reemplazado por sensores
electromecánicos y su electrónica asociada. Esto lo mostraremos luego con el modelo en
bloque de un regulador.

Amplificador hidráulico:
Comprende el distribuidor o válvula piloto y el pistón principal (servomotor hidráulico).
La válvula piloto cuenta con dos pistones con movimiento ligado a la variación de
velocidad por el brazo de palanca L1. En caso deproducirse un descenso de los pistones S1
y S2 (aumento del consumo), por el canal b el aceite a alta presión proporcionado por la
bomba producirá una diferencia de presión en el pistón S3 moviéndolo hacia arriba
produciendo la apertura de la válvula V que controla el caudal de agua. Debido a que la
válvula piloto funciona en forma diferencial con pequeños desplazamientos de el equilibrio,
lapotencia requerida para su movimiento es baja comparada con la otorgada luego al pistón
principal. Por esto se lo llama al sistema entero amplificador hidráulico.

Palanca de unión:
La representa en la Figura 1 la varilla AGM y su función es producir el desplazamiento
de la válvula piloto. La parte AG proporciona una realimentación para el pistón principal.
Supongamos que la posición de...