Pwm Motor Continua

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PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATOLICA DE VALPARAÍSO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA

Trabajo Final: Control de velocidad PWM de un motor C.C.
(Profesora: Carla Tureo Arratia)

INTEGRANTES:

Luis Baeza Galvez
Benjamín Olave Rocuant

Introducción

En la actualidad es común el uso del motor de corriente directa (CD) en una variedad de procesos industriales. Losmotores cd son accionados por una fuente de potencia variable cd, la cual debe ser capaz de proporcionar la corriente exigida por el sistema de acuerdo a la carga exigida. El motor cd presenta ciertas ventajas en término de desempeño con respecto a los motores de corriente alterna (CA), unas de ellas se mencionan a continuación:

• La dirección de giro del motor puede ser modificada fácilmenteinvirtiendo la polaridad del voltaje que el motor recibe.
• La respuesta ante variaciones del voltaje aplicado al motor es rápida.
• Existen diferentes estrategias de configuracion del motor cd entre el campo y la armadura de acuerdo a la característica par-velocidad deseada.
• La eficiencia de conversión de energía es elevada (pocas perdidas).

Dado el avance tecnológico de la electrónica depotencia, se ha logrado obtener el diseño de actuadores mucho más eficientes para el control del motor cd. Tal es el caso del pulsador o convertidor de corriente directa a corriente directa (cd-cd). El cual resulta práctico para el control de estos motores. Los circuitos pulsadores cd-cd permiten la conversión de un voltaje de cd fijo a un voltaje cd variable. Esto se logra por medio de la activaciónde interruptores activos de potencia (BJT, MOSFET, IGBT, etc.) a través de una estrategia de modulación de ancho de pulso (PWM). Por lo que bajo esta estrategia se regula el tiempo de encendido ton = kT del interruptor, donde T es el periodo de conmutación del interruptor, y k es el ciclo de trabajo del convertidor.

En nuestro caso particular nos referiremos a este último, modulación poranchura de pulsos (ó PWM, del ingles pulse-width modulation) que a través de un tren de pulsos hace que el motor marche alimentado por la tensión máxima de la señal durante el tiempo en que esta se encuentra en estado alto, y que pare en los tiempos en que la señal está en estado bajo.

Marco teórico

Control de velocidad mediante PWM.

Para controlar la velocidad de un motor d.c. se necesita unvoltaje variable d.c. de la fuente de alimentación. Sin embargo si usamos un motor de 12v y se conecta la alimentación, el motor empezará a aumentar su velocidad: los motores no responden inmediatamente, necesitan un pequeño intervalo de tiempo para alcanzar su velocidad máxima. Si apagamos la alimentación en algún momento antes de que el motor alcance su máxima velocidad, notaremos unadisminución de esta. Si encendemos la alimentación y la apagamos rápidamente, el motor tomará una velocidad comprendida entre velocidad cero y velocidad máxima. Esto es exactamente lo que hace un controlador de p.w.m.: alimenta el motor suministrándole una serie de pulsos. Para controlar la velocidad del motor se varía (modula) la anchura de los pulsos - Modulación de Anchura de Pulsos.



Considerandolas formas de onda mostradas, si el motor se conecta mediante un extremo a alimentación positiva y el otro extremo a negativa a través de un interruptor (MOSFET, transistor de potencia o similar) entonces, si el MOSFET está conduciendo durante un periodo corto y apagado durante mucho tiempo, como en A, el motor girará despacio. En B el interruptor está conduciendo el 50% y apagado el 50%. En C elmotor está conduciendo durante la mayoría del tiempo y apagado sólo un tiempo corto, para que la velocidad sea casi la máxima. En un controlador de bajo voltaje, en la práctica, el interruptor se abre y cierra a unos 20kHz (20 mil veces por segundo). Esto es demasiado rápido para que un pobre y viejo motor se dé cuenta de que se le está conectando y desconectando la alimentación: piensa que es...