Automatizacion

AUTOMATIZACIÓN ELECTRÓNICA Y CALIDAD DE POTENCIA
Durante los últimos años, ha tenido un incremento muy alto el uso de accionamientos de electrónica de potencia en los sectores industrial, comercial y del sector público. Nos referimos a los variadores electrónicos de velocidad (VFD) y los arrancadores electrónicos suaves (SS). Por sus características propias, los VFDs y los SSs permiten operarlos motores de una manera suave y controlada, dando además una serie de ventajas tales como las siguientes: • • • • • Aumento en la productividad industrial Aumento en la confiabilidad de los procesos Disminución de costos de mantenimiento Aumento de la estabilidad de la red eléctrica Ahorro de energía consumida con el consecuente ahorro de dinero EXPLICACIÓN FUNCIONAMIENTO. GENERAL DE

Arrancadorsuave: Está compuesto por una pareja de SCRs en antiparalelo por fase. Mediante el control del ángulo de disparo de los SCRs es posible alimentar el motor con una tensión equivalente menor a la nominal. Esta tensión aumenta gradualmente hasta llegar a la tensión nominal en el tiempo predeterminado: este concepto es conocido como la rampa de arranque. Usualmente, después de haber terminado larampa de arranque, es habilitado un by-pass por el cual el motor es alimentado directamente a la red a través de un contactor. Los arrancadores suaves generan distorsión armónica en un grado realmente poco significativo cuando los motores quedan funcionando a tensión nominal, bien sea a través de bypass o a través de si mismos. Sin embargo, algunos equipos modernos tienen la opción de ahorro deenergía, en cuyo caso por monitoreo de la corriente consumida de la red, hacen que el motor quede alimentado durante tiempo prolongado con una tensión no igual a la nominal, que significa en términos reales un switcheo permanente de los componentes electrónicos, dando como resultado un aumento en el nivel de distorsión, que aunque no es significativo, si se adiciona al efecto que otras cargas puedanproducir, hará que la distorsión armónica total sea elevada.
1.5 1 0.5 0 0 -0.5 -1 -1.5 90 180 270 360

Estos equipos (VFDs y SSs) se pueden definir como equipos compuestos de elementos electrónicos de potencia que alimentan los motores eléctricos jaula de ardilla con una forma de onda diferente a los accionamientos convencionales, como arrancadores directos o estrella triángulo. Por su principiomismo de funcionamiento, estos equipos pueden ocasionar que la forma de onda de tensión con que se alimentan, sea modificada, generando lo que conocemos como la distorsión armónica. Esta distorsión armónica, cuyos efectos se verán más adelante, tiene la grave consecuencia de que todos los sistemas eléctricos deben ser sobredimensionados para soportarla y por ende, la necesidad de sobreexplotarnuestros recursos naturales renovables y no renovables. Como empresarios, sea usuarios o suministradores de la energía eléctrica, debemos considerar en todo momento qué es más conveniente: (a) No hacer nada para mitigar los armónicos y sobredimensionar con el sobrecosto involucrado y sin resolver completamente, o (b) Aplicar los sistemas de manera correcta, utilizando el método más apropiado para cadaconfiguración Este artículo busca fundamentalmente la segunda opción.

Figura 1. Control del disparo en un SS

Variador de velocidad: Está conformado por tres etapas de potencia, conocidas como puente rectificador, puente de corriente continua y puente inversor. El puente rectificador compuesto

generalmente de diodos o tiristores convierte la tensión de entrada de corriente alterna acorriente continua rectificada; el puente de corriente continua compuesto de capacitores (condensadores) estabiliza la tensión rectificada para mantener un valor de tensión relativamente constante y continuo; el puente inversor compuesto de IGBTs (Transistores bipolares de compuerta aislada) recibe una señal de tensión de corriente continua y mediante la imposición de un tren de pulsos, entrega al...