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Variadores de Velocidad 1
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POR QUÉ VELOCIDAD VARIABLE
Para entender por qué es necesario el control de velocidad variable, necesitamos primero entender los requerimientos de los distintos procesos
Los procesos se pueden dividir en 2 grandes grupos: Procesamiento de material Transporte de material
Ambos pueden tener la necesidad de ajustarse al proceso.
Esto es posible gracias a los sistemas de velocidad variable
PROCESOS INDUSTRIALES
Industria química Pulpa y Papel, imprenta Alimentos y bebidas Harina de pescado Minería Metales Metalmecánica Plásticos Textiles
PROCESOS NO INDUSTRIALES
Plantas de Tratamiento de Agua
Sistemas de ventilación y aire acondicionado
Lo que tienen en común estas industrias es que requieren algún tipo de control usando variadores de velocidad
PROCESAMIENTO DE MATERIAL
Material de forma definida
Son manipulados por máquinas como rodillos laminadores, sierras, molinos, etc.
Material de forma indefinida
Son procesados por equipo de planta como centrífugas, extrusoras, prensas, mezcladoras, etc.
TRANSPORTE DE MATERIAL
Material Sólido, como contenedores, metales, madera, minerales, personas, que son transportados por: Grúas, fajas transportadoras, elevadores
Material líquido, como agua, aceite o químicos, transportados por: Bombas
Material gaseoso, como aire o gases, transportados por: Ventiladores, compresores o sopladores
VOLUMEN VARIABLE
En la mayoría de procesos existe al menos una variable que requiere un ajuste del proceso
Por esto los procesos variables y volumen de material necesitan alguna forma de control
Hay muchos parámetros involucrados en un proceso, lo más comunes son entrada, salida y perturbaciones
Estos parámetros pueden necesitar mantenerse constante o variarse de acuerdo a un patrón
En ciertos procesos no existen perturbaciones y la entrada es constante
Si la salida se necesita cambiar, entonces la entrada debe cambiar también, de lo contrario se convierte en perturbación también
La solución es variar la velocidad para poder cumplir con los requerimientos del proceso
METODOS DE CONTROL
Un incremento en la capacidad de producción requiere una reconstrucción del sistema completo y cada control on-off puede ocasionar daños eléctricos y mecánicos
Un sistema simple de control on-off consume adicionalmente más energía y durante el ciclo de vida de la inversión el costo operativo es mucho mayor
El mejor sistema de control es velocidad variable que se ajuste exactamente a las necesidades del proceso
VARIADORES DE VELOCIDAD
Mecánicos: Emplean sistemas de poleas conicas de paso variable o discos excéntricos
Hidráulicos: Se utiliza el principio de la turbina. Variando el volumen de aceite a través de válvulas en el acoplamiento se logra una diferencia de velocidades entre el eje motriz y el eje conducido.
Variadores DC: Se controla el voltaje de alimentación al motor DC
MOTOR DC
Está compuesto por el estator y el rotor-armadura
El estator consiste en un bobinado que origina un campo magnético fijo
El rotor-armadura está compuesto por una serie de bobinados que crean un campo magnético conectados a través del conmutador que busca alinearse con el campo del estator produciendose el giro del motor
VARIADOR DC
El variador DC tiene dos componentes:El convertidor y el regulador
El convertidor convierte la energía AC en DC
Está compuesto básicamente por SCR que rectifican el voltaje AC
El regulador es la parte lógica que determina cuánto voltaje y corriente es necesario aplicar al motor
Una vez que se obtiene la orientación del campo, el torque del motor DC se controla fácilmente variando la corriente de armadura y manteniendo la corriente de magnetización constante
VARIADOR DC
La ventaja del variador DC es que la velocidad y el torque son controlados directamente por la corriente de armadura
Control de torque rápido y preciso (lazo de control interno)
Respuesta de velocidad de alta dinámica (lazo de control externo)
La orientación del campo se lleva a cabo a través del conmutador y las escobillas (simple elemento mecánico). No se requiere de un control electrónico complejo