Unidad 3

Contenido3.1 Introduccin al control esttico3.2 Teora de funcionamiento3.3 Utilizacin de dispositivos de estado slido de potencia en el arranque de las maquinas elctricas

3.1 Introduccin al control estticoCon el desarrollo de los mtodos electrnicos para el control de la maquinaria rotativa, ha coincidido la introduccin de los dispositivos de conmutacin estticos-electrnicos y elementos lgicos de las calculadoras.Dichos elementos estticos emplean diodos, transistores, SCRs, FETs, y amplificadores magnticos como interruptores, no poseyendo partes mviles ni contactos mecnicos, dichos dispositivos estticos poseen las ventajas de operacin muy rpida, larga vida, mayor seguridad de funcionamiento, tamao reducido del equipo de control (o mdulo).El arrancador esttico consiste, bsicamente, en un convertidor esttico, alterna-alterna, generalmente tiristores, que permiten el arranque de C.A. con aplicacin progresiva de tensin, con la consiguiente limitacin de corriente y par de arranque. El arrancador esttico se divide en dos partes: el circuito de potencia y el circuito de regulacin (y maniobra). Al poner en servicio el equipo, los tiristores dejan pasar la corriente que alimentan el motor de acuerdo con la programacin realizada sobre el circuito de maniobra, que ir aumentando progresivamente hasta alcanzar el valor nominal de la tensin de servicio. La posibilidad del arranque progresivo tambin se puede dar en sentido contrario, durante la parada del motor, de tal manera que se vaya reduciendo la tensin a un 60% del valor nominal, y en ese momento hacer el paro. Arrancadores estticos destinados a la aceleracin, a la deceleracin y a la proteccin de motores de induccin trifsicos. El control de la tensin aplicada al motor mediante el ajuste del ngulo de disparo de los tiristores permite obtener arranques y paradas suaves del mismo. Con el ajuste adecuado de las variables, el par (torque) es ajustado a la necesidad de la carga, garantizando de esta forma que la corriente solicitada sea la mnima para el arranque.

3.2 Teora de FuncionamientoLa tensin de alimentacin se aplica en forma progresiva al estator del motor, la variacin de la tensin en el estator se obtiene mediante la variacin continua del ngulo de retardo al disparo o arranque de los tiristores del modulador de energa. La consigna de arranque permite regular la pendiente de una seal en forma de rampa, esta consigna est escalonada en segundos.Debajo del valor de esta pendiente (ngulo regulable) los tiempos td necesarios de la seal de rampa para evolucionar a varan.

Una lgica electrnica asociada permite convertir: en Haciendo evaluar de a durante el tiempo td de arranque deseado.

3.3 Utilizacin de dispositivos de estado slido de potencia en el arranque de las maquinas elctricasEl accionamiento de C.A. de amplitud de pulso modulado, est ms relacionado con la amplitud del pulso que con su frecuencia, en tanto que un accionamiento PWM y su alta frecuencia de switcheo puede afectar el ruido audible del motor. El accionamiento tipo PAM puede tener tambin algunos efectos adversos sobre el motor, incluyendo mayor calentamiento por los picos en la forma de onda de voltaje, por lo que no son de uso muy comn en la actualidad.Los ltimos mtodos de diseo tecnolgico para inversores estn basados en los llamados transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT), este transistor es una combinacin de las ventajas que da un transistor MOSFET y un transistor bipolar, tiene una buena conductancia de corriente con prdidas bajas.Tiene una alta frecuencia de switcheo y es fcil de controlar, esta tecnologa ha ganado mucha popularidad, debido a que se puede aplicar en motores hasta de varios cientos de HP. Estos transistores tienen la capacidad de switchear a varios Khz, lo que virtualmente elimina el ruido audible en el motor, lo que era una objecin que se tena originalmente para los IGBT.

Otro tipo de inversores el llamado Inversor de fuente de corriente (CSI), cuyo circuito equivalente se muestra en la siguiente figura, estos inversores usan normalmente SCRs como switches para obtener una forma de salida de seis pasos, aqu el tiempo de conduccin de cambia hacia arriba o abajo para cada paso individual, resultando un ciclo de tiempo ms largo o ms corto.

De todos los accionamientos electrnicos de C.A., se cumple con la funcin de simplificar en esta forma: Se toma una alimentacin trifsica de C.A. a la frecuencia del sistema de suministro, se convierte a C.D. y se invierte de regreso a una frecuencia variable de C.A.