INSTITUTO TECNOLÓGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY
CAMPUS CIUDAD DE MÉXICO
E-95-020. Control Electrónico de Motores C.A.
Requisito: Conversión de la Energía II
Objetivos del Curso
En este curso se proporcionan al alumno los fundamentos teóricos y prácticos relacionados con el accionamiento a velocidad variable de motores de C.A. Se incluye un análisis del motor de inducción que lleva a determinar las expresiones de Régimen permanente, que rigen su funcionamiento; además se analiza el funcionamiento de los Convertidores CD-CA (Inversores) utilizados en el sistema accionador.
Metodología
El profesor expondrá los temas y su aplicación.
Los alumnos realizarán tareas que refuercen lo visto en el salón de clase.
Los alumnos efectuarán lecturas de artículos relacionados con los temas vistos en clase.
Los alumnos realizarán un proyecto de investigaciones de información que apoyen los conocimientos expuestos en clase.
Se realizarán sesiones de laboratorio para complementar la teoría.
Programa
1. INTRODUCCIÓN
1.1 Principales ventajas del motor de C.A. en aplicaciones de velocidad variable
1.2 Ubicación dentro de la Electrónica de Potencia de los accionamientos de motores de C.A.
2. PRINCIPIOS BÁSICOS DE LOS ACCIONAMIENTOS ELÉCTRICOS DE VELOCIDAD VARIABLE.
2.1 Ecuaciones mecánicas básicas.
2.1.1 Movimiento lineal
2.1.2 Movimiento circular
2.1.3 Movimiento compuesto
2.1.4 Potencia y energía
2.1.5 Transmisiones
2.2 Características de régimen permanente.
2.2.1 Curvas Par-Velocidad
2.2.2 Cuadrantes de funcionamiento.
2.2.3 Condición de estabilidad
2.2.4 Definición de parámetros
2.3 Tipos característicos de cargas
2.3.1 Carga con par independiente de la velocidad
2.3.2 Carga con par lineal
2.3.3 Carga con par cuadrático
2.3.4 Carga con potencia constante
2.3.5 Tracción
3. ANÁLISIS FUNCIONAL Y MÉTODOS DE CONTROL DE LA MÁQUINA DE INDUCCIÓN BASADOS EN EL MODELO DE RÉGIMEN PERMANENTE.
3.1 Análisis en Régimen Permanente de la Máquina de C.A.
3.1.1 Motor alimentado con fuente de tensión
3.1.2 Curva par-deslizamiento, FP-deslizamiento, corriente de estator-deslizamiento
3.1.3 Tipos de Motores
3.2 Circuito equivalente, análisis electromagnético
3.3 Modos de funcionamiento
3.3.1 Zona motor
3.3.2 Zona generador
3.3.3 Zona de Freno
3.4 Análisis de los Métodos de Regulación de Velocidad
3.4.1 Alimentación V/f = cte.
3.4.2 Relación V/f compensada en bajas frecuencias
3.4.3 Proceso de aceleración y frenado
3.5 Funcionamiento por encima de la velocidad base
3.6 Esquemas de control con frecuencia variable
3.6.1 Filosofía de control
3.6.2 Control de velocidad con regulación de deslizamiento y V/f = cte.
3.6.3 Aplicaciones a Convertidores Comerciales
4. CONVERTIDORES PARA ACCIONAMIENTOS REGULADOS EN C.A.
4.1 Tipos de Convertidores para alimentar motores de CA.
4.1.1 Análisis de topologías de potencia
4.2 Inversor trifásico alimentado en tensión y salida con onda cuadrada
4.2.1 Estructura
4.2.2 Forma de actuación
4.2.2.1 Generación de las señales de control
4.2.2.2 Obtención de las tensiones fase-fase y fase-neutro
4.2.3 Capacidad de frenado
4.2.4 Consideraciones Generales
4.3 Inversor alimentado en tensión y salida PWM
4.3.1 Estructura
4.3.2 Forma de actuación
4.3.3 Comportamiento como fuente de tensión. Control de la tensión de salida mediante PWM
4.3.4 Comportamiento como fuente de corriente. Control de la tensión de salida en "Bang-Bang". Comentarios sobre resultados obtenidos.
4.3.5 Capacidad de frenado
4.4 Análisis comparativo. Conclusiones
5. ANÁLISIS PRÁCTICO DE UN ACCIONADOR DE VELOCIDAD VARIABLE PARA UN MOTOR DE INDUCCIÓN TRIFÁSICO.
5.1 Características del motor utilizado.
5.1.1 Determinación de los parámetros del motor.
5.2 Características del Convertidor de Potencia utilizado. IGBT´s, impulsores, disipador.
5.3 Técnica de control utilizada.
5.4 Técnica de Modulación de Anchura de Pulso (PWM) utilizada.
5.5 Resultados obtenidos
Políticas de evaluación
3 Exámenes Parciales 50%
1 Examen Final 30%
Proyecto Final 15%
Tareas 5%
100%
Bibliografía básica
(1) Criterios de Diseño de Convertidores estáticos para accionamientos regulados en C.A. con motores de inducción, Tesis Doctoral
Aparicio, José Luis
Universidad Politécnica de Madrid
Bibliografía de apoyo
(1) Principles of Inverter Circuits
Bedford, B.D., Hoft, R.G.
(2) Motor Control
Power Semiconductor Applications
Philips Components
(3) Induction Motor Dynamic study with the insensible to "TR" changes state observer
Lobo, I., Lorenzo S., Ruiz, José M., López, L.A.
IEEE, 1991.
(4) Systems engineering for large induction motor adjustable frecuency drives
Dewinter, F., Benke, L.
IEEE, 1991.
(5) Microcomputer for vector control of PWM VSI-fed induction motor
Jezernik, K., Hiti, S., Harnik, J., Premzel, B.
IEEE, 1991.