¿Qué es el accionamiento DC? Funcionamiento y clasificación de los accionamientos de CC

¿Qué son los accionamientos de corriente continua? Accionamientos de CC analógicos y digitales

La experiencia del accionamiento de corriente continua es respetuosa con el medio ambiente, fiable, rentable, fácil de manejar y comparativamente sencilla de aplicar. El accionamiento de corriente continua ofrece muchas ventajas respecto a los accionamientos de corriente alterna, sobre todo para fines regenerativos y de exceso de potencia. Los accionamientos de corriente continua se han utilizado ampliamente en los accionamientos industriales para poder ofrecer una gestión muy precisa.

Después de todo, los accionamientos de frecuencia variable (VFD) y los motores de corriente alterna están sustituyendo a los accionamientos de frecuencia variable y a los motores de corriente continua, pero hay numerosos usos diferentes en los que se utilizan ampliamente los accionamientos de corriente continua, como grúas y polipastos, ascensores, accionamientos de ejes, bobinadoras, máquinas de fabricación de papel, trituradoras, etc., debido a las ventajas de los accionamientos de corriente continua.

¿Qué son los accionamientos de corriente continua?

El accionamiento de CC es principalmente un sistema de gestión de la velocidad del motor de CC que proporciona la tensión para que el motor funcione a la velocidad deseada. Anteriormente, la tensión continua variable para la gestión de la velocidad de un motor industrial de corriente continua se generaba mediante un generador de corriente continua.

Utilizando un motor de inducción, el generador de corriente continua fue empujado a una velocidad fuerte y rápida, y mediante varias esferas del generador se generó una tensión variable. Rápidamente, el conjunto de Ward Leonard fue cambiado por un rectificador de arco de mercurio y más tarde por convertidores de tiristores. Hoy en día, la familia de tiristores se utiliza mucho para regular la velocidad de los motores de corriente continua.

¿Elementos de un accionamiento de corriente continua?

Los principales elementos de un sistema de accionamiento de corriente continua se demuestran determinando a continuación.

Componentes de un accionamiento de corriente continua

Accionamiento DC Entrar: Algunos accionamientos de CC basados principalmente en tiristores funcionan en una sola pieza, alimentando y utilizando 4 tiristores para la rectificación de onda completa. Para los motores más grandes, se necesitan tres partes de la potencia suministrada, ya que las formas de onda son mucho más suaves. En estos casos, se buscan seis tiristores para la rectificación de onda completa.

Puente rectificador: El elemento de la instalación de un accionamiento de CC gestionado es un puente rectificador de onda completa que puede ser empujado por tres piezas o por una sola pieza suministrada. Como ya hemos dicho, la variedad de tiristores puede fluctuar en función de la tensión de alimentación.

Un puente de seis piristores (en el caso de un convertidor de tres partes) rectifica la alimentación de corriente alterna a la alimentación de corriente continua del inducido del motor. La gestión del ángulo de disparo de estos tiristores varía la tensión del motor.

Unidad de suministro de área La instalación que se utiliza para el bobinado de la bola es mucho más pequeña que la potencia del inducido, por lo que la mayoría de las veces la proporciona una sola pieza. Se utiliza un puente tiristorizado o un rectificador de diodos independiente para suministrar la instalación al bobinado de bola del motor.

En muchos casos, se extrae una fuente bifásica de las tres partes entrantes (que suministra energía al inducido), por lo que el excitador de bolas se incluye dentro de la alimentación del inducido de la unidad.

El funcionamiento de la unidad de suministro de esferas consiste en ofrecer una tensión implacable al bobinado de bolas para crear una zona implacable o flujo dentro del motor. En algunos casos, esta unidad está provista de tiristores para reducir la tensión utilizada por la bola para regular la velocidad del motor por encima de la velocidad inferior.

En el caso de los motores de corriente continua con imán eterno, la bola no estará incluida en la unidad.

Unidad de Regulación del Ritmocompara la instrucción del operador (velocidad deseada) con los indicadores de señalización y envía los indicadores aceptables al circuito de activación. En las unidades analógicas, esta unidad de regulación está formada por cada tensión y los reguladores presentes. El regulador de tensión acepta el error de velocidad como entrada y produce la salida de tensión que luego se utiliza para el regulador de corriente.

El regulador de corriente produce entonces el disparo necesario presente en el circuito de disparo. Si se necesita una velocidad extra, la presente extra conocida del regulador de tensión y, por tanto, los tiristores conducen durante duraciones extra. Normalmente, esta regulación (cada tensión y presente) se completa con reguladores de variación proporcional-integral.

El presente regulador de bola también puede ser provisto con la velocidad del sitio mejor que la velocidad más baja se requiere.

En las unidades modernas basadas en microprocesadores digitales, la gestión de la velocidad se consigue con un escritorio de búsqueda para descubrir el presente de los circuitos de activación con circuitos digitales adicionales.

Circuito de incendiosproporciona los impulsos de la puerta a los tiristores para que se enciendan durante periodos de tiempo determinados y proporcionen una tensión de armadura variable. En este circuito de accionamiento de la puerta también se puede proporcionar aislamiento.

Precepto de funcionamiento de los accionamientos de CC

En los motores de corriente continua, la velocidad es proporcional a la tensión del inducido e inversamente proporcional a la esfera presente. Y del mismo modo, el inducido presente es proporcional al par del motor. Debido a este hecho, al aumentar o disminuir la tensión utilizada, se varía la velocidad del motor. Sin embargo, es posible hacer tanto como la tensión nominal. Si la velocidad es mejor que la inferior, hay que disminuir la bola actual del motor.

Accionamientos de motores de CC - Principio de funcionamiento de los accionamientos de CC

Al bajar la esfera presente, se reduce el flujo dentro del motor. El descuento del área actual reduce el contador de emf de la armadura. La armadura extra presente fluye si hay mucha menos emf de armadura opuesta. Además, esta armadura actual aumentará el par motor y, por tanto, la velocidad. Estas son las 2 reglas fundamentales empleadas en los accionamientos de CC para regular la velocidad del motor.

En los accionamientos de CC gestionados por el inducido, la unidad de accionamiento ofrece un presente y un par nominales a cualquier velocidad entre cero y el fondo del motor. Mediante diversas tensiones del inducido, se obtiene una velocidad variable como se ha demostrado en determinar.

Normalmente, en estas unidades de CC se proporciona una zona dura y rápida. Como el par es fijo (lo que describe un tipo de carga) sobre la velocidad varía, la potencia del motor es proporcional a la velocidad (HP = T × N / 525). Las características del motor de esta unidad se demuestran a continuación.

Accionamientos de CC controlados por el inducido

En el caso de las unidades gestionadas por el inducido y el área, la tensión del inducido al motor se gestiona tanto para el funcionamiento del par fijo HP, como para la velocidad inferior del motor. Y para el funcionamiento de la velocidad base anterior, la unidad pasa a gestionar la bola para el funcionamiento del par fijo HP, tanto como la mayor parte de la velocidad, como se demuestra en determinar a continuación. En este caso, al bajar la bola actual, el motor aumentará su velocidad más alta demostrada en la determinación.

Accionamientos de CC controlados por el inducido y el campo

Accionamientos digitales y analógicos de corriente continuaAccionamientos digitales y analógicos de corriente continua

Hoy en día, las implementaciones digitales han cambiado los circuitos analógicos del sistema de accionamiento eléctrico en todo tipo de gestión industrial. Los controladores digitales proporcionan una mayor flexibilidad para ofrecer una gestión precisa, autoajuste y facilidad de interconexión con los sistemas informáticos anfitriones y los diferentes accionamientos. Sin embargo, una comprensión fundamental del modelo de accionamiento analógico de corriente continua hace que su equivalente digital sea mucho menos oscuro. Nos permite observar cada una de estas unidades de CC.

Accionamientos analógicos de CC

Un accionamiento analógico normal de corriente continua con gestión de la velocidad y de la corriente está probado en la determinación de la parte inferior. El objetivo de este método es ofrecer una gestión de la velocidad y, por tanto, la referencia de velocidad se convierte en la entrada del sistema y la velocidad del motor es la salida del sistema que se mide con el tacómetro.

El funcionamiento de este accionamiento es el siguiente: piensa en el motor que funciona a una velocidad determinada. Ahora, la señal de referencia de la velocidad ha subido hasta ser considerablemente mejor que la velocidad precisa. Así que probablemente habrá una señal de velocidad de error en la unión de la suma izquierda, como se ha demostrado en la determinación. Esta señal de velocidad significa la aceleración que necesita el motor, lo que implica el par y, por tanto, la presencia adicional.

El error es amplificado por el regulador de velocidad (que es principalmente un amplificador de error de velocidad) y su salida se da como referencia de entrada presente al sistema de gestión interno. A medida que la referencia de presente aumente, el controlador de presente interno conducirá el presente extra al motor, con lo que se proporcionará un par adicional.

Diagrama de bloques de los accionamientos analógicos de CC

El bucle de presente interno es recargable para sostener el error cero presente entre el presente preciso del motor y el presente de la señal de referencia, lo que implica hacer que el presente preciso del motor observe el presente de referencia. La señal de error actual amplificada del controlador actual controla el ángulo de disparo del puente y, por tanto, la tensión de salida del convertidor. Las presentes sugerencias se consiguen tanto con el transformador de corriente continua como con el transformador de corriente alterna (con rectificador) en el trazado del primario.

Toda esta operación la realiza un amplificador de errores presente con una adquisición excesiva. La mayoría de las veces, este amplificador es del tipo de circuito de gestión proporcional e integral (PI) que mantiene las corrientes precisas y deseadas exactamente iguales bajo circunstancias de estado estacionario. Este controlador actual limita adicionalmente el presente por medio del motor contemplando las corrientes mínimas y máximas del motor.

El bucle exterior ofrece la gestión de la velocidad evaluando la velocidad precisa obtenida por el tacogenerador de CC con la velocidad deseada o requerida de la referencia de velocidad. Estas dos entradas se introducen en el amplificador de error de velocidad, tras lo cual el error resultante se amplifica y se utiliza como entrada al regulador de corriente.

El amplificador de velocidad produce la relación de salida actual para el error de velocidad. Para este amplificador, se utiliza adicionalmente una gestión PI (mediante el uso de electrónica analógica) para poder obtener un error de estado regular nulo. Utilizando esto, la velocidad precisa del motor se mantiene exactamente en la velocidad de referencia para todas las centenas.

Accionamientos digitales de CCAccionamientos digitales de CC

Con los desarrollos en la gestión digital, las unidades de corriente continua se han vuelto más versátiles y rápidas (como consecuencia de los tiempos de respuesta más rápidos) en contraste con las unidades analógicas. A continuación se muestra una asociación esquemática de las unidades digitales de corriente continua; resulta ser muy similar al esquema analógico, sin embargo aquí la circuitería analógica (amplificadores analógicos) se ve alterada por la circuitería digital.

Diagrama de bloques digital del accionamiento de CC

Una señal de referencia de velocidad dada porque el accionamiento entra en contraste con las sugerencias de velocidad dentro del circuito sumador. Si la salida del circuito sumador es un error optimista, indica {que se requiere una} mejora de la velocidad y si genera un error desfavorable, indica {que se requiere una} velocidad más baja (como resultado de que el motor está funcionando a una velocidad mayor de la deseada).

La velocidad de error se da al controlador de velocidad dentro del microprocesador, que determina la tensión de salida para que el motor funcione a la velocidad deseada. Al mismo tiempo, el controlador presente en el microprocesador determina los indicadores de encendido de los SCR dentro del puente convertidor. A continuación, los SCR convierten las tres partes suministradas en corriente continua para la velocidad especificada.

Esta unidad puede funcionar en circuito abierto sin sugerencias y puede alcanzar una regulación de velocidad del 5-8%. Sin embargo, en muchos casos se requiere una regulación de la velocidad inferior al 5%. En estos casos, la unidad de medición/escalado de la velocidad cambia al circuito de medición de sugerencia de campo electromagnético.

Este circuito de señalización mide la tensión de la armadura, la escala en proporción a la tensión de salida (las escalas funcionan con un microprocesador) y la suministra al circuito sumador. Además, se remodela directamente en una señal de error de velocidad en el regulador de velocidad.

Si el ajuste de la velocidad es inferior al 1%, se utilizan las sugerencias del generador del tacómetro. Entonces el circuito de medición/escalado de la velocidad cambia a las sugerencias del tacómetro. Estas sugerencias consiguen una gestión muy precisa en contraste con las sugerencias del EMC.

Además, para la gestión de áreas (por encima de las velocidades nominales), esta unidad cuenta con un excitador de áreas independiente. Un regulador de área presente en el microprocesador determina la tensión de los bobinados de la bola aceptando la señal de referencia de flujo/área del operador. Este regulador proporciona los indicadores de disparo que necesita la unidad de convertidor de bolas para suministrar la tensión continua necesaria proporcional a la velocidad.

¿Qué hay dentro de la Conversión de Potencia hace que los Accionamientos de CC SCR?

Los rectificadores gestionados de silicio (SCR) se utilizan ampliamente en los grandes motores de corriente continua en su unidad de conversión de potencia. Un SCR conduce cuando se utiliza una pequeña tensión en su terminal de puerta. Su conducción continúa hasta el inicio del ciclo desfavorable y se apaga mecánicamente en cuanto la tensión a través del SCR pasa por el cero puro a la señal de puerta posterior.

La finalidad de utilizar estos SCR en los accionamientos de CC es transformar la corriente alterna montada en corriente continua variable que controla la velocidad del motor.

Accionamientos de CC SCR. Rectificador controlado de silicio

Como ya hemos dicho, algunas unidades SCR de CC se alimentan de una sola pieza de CA y utilizan 4 SCR dentro del tipo de puente para la rectificación de CC. En el caso de las unidades de CC de potencia excesiva, una parte suministra 3 SCR con 6 SCR para la rectificación de CC.

En el caso de los 4 cuadrantes (motor delantero, freno delantero, marcha atrás y freno inverso) del accionamiento de corriente continua, se utiliza un puente rectificador formado por 12 SCR con una disposición de 3 piezas. En el funcionamiento de cada cuadrante, los SCR se accionan en un ángulo parcial para poder presentar la tensión continua necesaria al motor.

La conexión de los SCR (para el funcionamiento de 4 cuadrantes del accionamiento) desde la entrada de CA de tres partes proporcionada a la salida de CC se demuestra en determinar a continuación. En este caso, el puente SCR del motor y el puente SCR de regeneración obtienen el funcionamiento de accionamiento de 4 cuadrantes al recibir los indicadores de puerta adecuados del controlador (analógico o digital).

Si los SCR se hubieran cerrado con un ángulo parcial de niveles cero, entonces la unidad funciona como un rectificador que alimenta la corriente continua rectificada completa que se suministra al motor y mediante varios ángulos de disparo a los SCR, se utiliza una corriente continua variable para el motor.

Accionamientos SCR DC

La forma de onda de la tensión de salida de CC frente a la forma de onda de CA para el circuito anterior se demuestra a continuación. Esta tensión de salida de corriente continua común se obtiene para 40, 32 e 24 disparando ángulos parciales. De este modo, la salida común se gestiona mediante los distintos ángulos de disparo de las piezas del SCR.Formas de onda de los accionamientos de CC SCR

Como el devanado de bola requiere además una CC regulada, sólo se utilizan 4 SCR en el convertidor de puente de área. Esto se debe a que la zona no requiere de ninguna manera un presente desfavorable y, por lo tanto, no será necesario otro conjunto de SCR, que se había utilizado en el inducido para invertir el motor.

En las unidades de corriente continua más modernas, los SCR se modifican totalmente por MOSFETs e IGBTs para conseguir una conmutación de velocidad excesiva, de modo que se erradique la distorsión de la energía y las corrientes de entrada de corriente alterna durante la conmutación. Por lo tanto, la unidad se vuelve más ecológica y correcta.

Como se menciona en Artículo sobre accionamientos de CAlos accionamientos de CC también se pueden obtener en artículos modulares que incluyen E/S analógicas y digitales, teclados multifunción, paneles de operador distantes junto con software de programación y configuración de capacidades, de numerosos fabricantes como ABB, Siemens, Rockwell Automation, Emerson, etc. Éstas pueden estar conectadas a las unidades opuestas o a un PC anfitrión por medio de cables de comunicación.

Accionamiento de CC ABB

Las macros de programación de estas unidades te permiten implementar cualquier construcción de gestión a un software. Además, son capaces de recibir indicadores de gestión de controladores lógicos programables distantes mediante métodos de comunicación de bus de área.

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