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lunes, 23 de marzo de 2009

CONTROL DE VELOCIDAD DE MOTORES DE CORRIENTE ALTERNA (I)




La gran mayoría de máquinas utilizadas de manera más común en las industrias de nuestro país: molinos, chancadoras, zarandas, sistemas de bombeo, ventilación, etc. , están accionadas por motores de corriente alterna. Por lo general no se requiere control de velocidad en dichas máquinas, o en todo caso, se asocia el “control de velocidad” con los clásicos sistemas de reducción de velocidad (sistemas de engranajes, transmisiones por correas o cadenas, etc.), sin embargo un verdadero sistema de control puede facilitar la operación de esas máquinas e incrementar su productividad.
En el presente artículo vamos a reseñar y comparar todos los sistemas de control de velocidad para motores de C.A existentes.



Variadores de frecuencia (FUENTE: WIKIPEDIA)



Un variador de frecuencia (siglas VFD, del inglés: Variable Frequency Drive o bien AFD Adjustable Frequency Drive) es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Un variador de frecuencia es una caso especial de un variador de velocidad. Los variadores de frec. son también conocidos como drivers de frecuencia ajustable (AFD), drivers de CA, microdrivers o inversores. Dado que el voltaje es variado a la vez que la frecuencia, a veces son llamados drivers VVVF (variador de voltaje variador de frecuencia).


Principio de funcionamiento
Los dispositivos variadores de frecuencia operan bajo el principio de que la velocidad síncrona de un motor de corriente alterna (CA) esta determinada por la frecuencia de CA suministrada y el número de polos en el estátor, de acuerdo con la relación:
Donde RPM = 120 x f / p

RPM = Revoluciones por minuto
f = frecuencia de suministro AC (hertz)
p = Número de polos (adimensional)
Las cantidades de polos mas frecuentemente utilizadas en motores síncronos o en Motor asíncrono son 2, 4, 6 y 8 polos que, siguiendo la ecuación citada resultarían en 3000 RPM, 1500 RPM, 1000 RPM y 750 RPM respectivamente para motores sincrónicos únicamente, funcionando en 50Hz y en CA.
En los motores asíncronos las revoluciones por minuto son ligeramente menores por el propio asincronismo que indica su nombre. En estos se produce un desfase mínimo entre la velocidad de rotación (RPM) del rotor (velocidad "real" o "de salida") comparativamente con la cantidad de RPMs del campo magnético (las cuales si deberían cumplir la ecuación arriba mencionada tanto en Motores síncronos como en motores asíncronos ) debido a que sólo es atraído por el campo magnético exterior que lo aventaja siempre en velocidad (de lo contrario el motor dejaría de girar en los momentos en los que alcanzase al campo magnético) .
El gran problema de éstos dispositivos radica en su costo, que lo hace impráctico para muchisimas aplicaciones.



Control por DIMMER (FUENTE DEL CIRCUITO: http://www.unicrom.com/)



Esta es, en mi concepto, la forma más económica de controlar la velocidad de un motor de corriente alterna. Es en realidad un circuito regulador.
Si se desea controlar la velocidad de un taladro o un ventilador (motores de corriente alterna), este es el circuito que busca.
Muchos de estos circuitos reguladores de potencia tienen un punto de encendido y apagado que no coincide (a este fenómeno se le llama histéresis), y es común en los TRIACS.
Para corregir este defecto se ha incluido en el circuito los resistores R1, R2 y C1.
El conjunto resistor R3 y capacitor C3 se utiliza para filtrar picos transitorios de alto voltaje que pudieran aparecer.
El conjunto de elementos P (potenciómetro) y C2 son los mínimos necesarios para que el triac sea disparado.
El triac controla el paso de la corriente alterna a la carga conmutando entre los estados de conducción (pasa corriente) y corte (no pasa corriente) durante los semiciclos negativos y positivos de la señal de alimentación (110/220 VAC), la señal de corriente alterna.
El triac se disipará cuando el voltaje entre el capacitor y el potenciómetro (conectado a la compuerta del TRIAC) sea el adecuado.
Hay que aclarar que el capacitor en un circuito de corriente alterna (como éste) tiene su voltaje atrasado con respecto a la señal original.
Cambiando el valor del potenciómetro, se modifica la razón de carga del capacitor, el atraso que tiene y por ende el desfase con la señal alterna original.
Esto permite que se pueda tener control sobre la cantidad de corriente que pasa a la carga y así la potencia que en ésta, se va a consumir.
Lista de componentes:
Resistores: 2 de 47 KΩ, (kilohmios), 1 de 100Ω, (ohmios), 1 potenciómetro d 100KΩ (1KΩ = 1 Kilohmio)Capacitores: 3 de 0.1 uF, (uF = microfaradios)Otros:1 TRIAC (depende de la carga, uno de 2 amperios para aplicaciones comunes como este dimmer), 1 enchufe para la carga: de uso general, (110/220 Voltios)

Vamos a ver otro ejemplo interesante de estos circuitos de control basados en TRIACS y SCRS, llamados DIMMERS:

Se trata de alimentar un motor de 3 HP con una alimentación en el campo de 35 VCD y alimentación de la armadura de 0 hasta 35 VCD.
Con este voltaje controlamos la velocidad del motor y por lógica la transmisión (desplazamiento de un brazo que mueve el motor)
Los puntos de control C (común), E (izquierdo), D (derecho), hacen un control reversible controlados por una señal de una fotocelda centradora.
Los SCR conectados como se ve en el diagrama cambian la polaridad que llega a la armadura por los platinos de RL1 , RL2


Elementos:
- 1 Triac, 1 Diac, 2 SCR de 15 Amperes- f1 , f2 ( 2 fusibles) de 10 Amperes- 2 diodos rectificadores de 3 Amperes- RL1 , RL2, 2 relevadores de 24 VCD 8 pines- 1 potenciómetro de 100k- resistencias 22k, 20k, 100 ohm de 1 watt- 2 resistencias de 4.7K de 5 watt- 2 capacitores de 0.22 y 0.47 microfaradios.

Continuaremos en una próxima entrega con este interesante e importante tópico.











28 comentarios:

  1. Alfredo, todo está interesante pero me hubiera gustado que agregues algunos métodos de control para motores industriales de verdad. Todos los circuitos que has indicado son para tensiones domicialiarias o para un pequeño taller a lo sumo, y tú sabes que los motores industriales trabajan con tensiones de 400 voltios para arriba. Un abrazo.

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  2. Saludos!
    Interesantes los 3 artículos de control de motores de CA, Gracias por compartir la info.
    Pero tengo una duda con la construcción del DIMMER, como calculo la potencia de los resistores????? no creo pueda utilizar de 1/4 de Watt. Ojala me pueda dar algunas pistas sobre ello.

    Gracias de nuevo y hasta la próxima!

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  3. saludos deseo controlar un motor universal de 110 volts ac que consume 850 watts de una batidora para hacerlo por control con dimmer me podrian dar los datos del triac,capacitores,resistencias y potenciometro ya que el amperage que requiere este motor es mas alto que el ejemplo ,agradecere la atencion a mi pregunta
    gracias mario

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  4. es facil, aplica una ecuacion con una incognita, sobre los valores y los datos que sabemos

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  5. El primer circuito serviría para regular un motor de 8 A, 120 V, 60 Hz, 1000-3000 RPM? Es una pulidora manual

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    1. todo depende es de la triac que coloques deberia ser mayor a los 8 amp y las resistencias de 1/2w si ulizas un inferior a los 8 amp se dañara solamente la triac

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  6. hola ing alfredo como hago para controlar automaticamente la freccuencia del motor que no baje ni suba los 60 hz.

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  7. ¡¡Maestro!! me ayudaste muchísimo en un trabajo que tube que entregar sobre variadores de velocidad de motores de corriente alterna por variador de frecuencia.
    Magnificas publicaciones!!, te seguiré de aquí en adelante

    MUCHAS GRACIAS!!!

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  8. Alguien que halla hecho el primer circuito o uno parecido?, necesito saber si funciona para uso continuo.

    Necesito hacer una mezcladora de palomitas con caramelo y quiero poner un motor de licuadora y controlarlo de esta manera, algun consejo?

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  9. Me podria ayudar por favor en como controlar con un pwm la velocidad del motor?

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  10. Hola, el otro dia ae quemaban los condensadores, los cambie pero ahora se queman las resistencias de 47 k

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  11. Hola, disculpa este circuito me sirve para regular las revoluciones de un motor Trifasico de 1hp? usa 1700 watts

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  12. los condensadores son de corriente alterna supongo, cierto?

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  13. COMO DIMENSIONO EL VALOR DEL POTENCIOMETRO PARA REGULAR LA VELOCIDAD POR MEDIO DE UNA SEÑAL ANALOGICA

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  14. TENGO UN MOTOR TRIFASICO DE 5HP COMO CALCULO EL VALOR DE LA RESISTENCIA DEL POTENCIOMETRO ; CON ESTA FORMULA? R= V/I

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  15. Hola, muchas gracias por el aporte. Consulta de que potencia deben ser las resistencias y el potenciometro??? R3 es de 100 Ohms ó 100 KOhmos???
    Sireve para una carga de 3 A????
    Gracias.
    Saludos,

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  16. buenas

    recomiendo tisa transmisiones

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    saludos

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  17. muy buena la información excelente aporte.

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  18. Los capacitores dwberian ser de 250 voltios por la cantidad de voltaje de entrada, o deberia ser superior

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  19. con este circuito puedo controlar un motor vitrifico

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  20. Las resistencias de cuantos watts tienen que ser? Que tipo de capacitores hay que usar? Es para regular un taladro de 600w

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  21. Buenas Saludos, con respecto al primer circuito, lo arme utilizando un triac de 25 amp para variar la velocidad de un soplador que consume alrededor de 4amp y el potenciometro se quemo, que me sugieren?, se podrá aumentar por uno de 1 Mohm, ya que coloque uno de 250K y lo quemo igualmente.... Que me recomienda, gracias por su ayuda.

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  22. Hola,probé el circuito en un motoreductor pequeño para mover una estera,cuando bajo la velocidad el motor pierde fuerza y se para,hay alguna solución para esto,muchas gracias

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  23. Tengo un motoreductor de corriente alterna a 110 v le puedo controlar la velocidad sin perder potencia????

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  24. Tengo un motoreductor de corriente alterna a 110 v le controlar la velocidad sin perder potencia

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  25. Hola muchas gracias por la información, mi consulta es si también sirve para motores pequeños que usan condensador

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  26. Buen Día mis saludos tengo un aire acondicionado que se le daño la tarjeta original ir la cual se variaba la velocidades de mbaja ,media y alta. La cual reemplazo por una universal el motor es en 220V CA tiene cuatro cables dos alimentación y dos del condensador como puedo hacer para que pueda regular las tres velocidades de antemano Gracias

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