El documento define un inversor de frecuencia y describe sus principales componentes y funciones. Un inversor convierte la tensión y frecuencia fijas de la red eléctrica en tensión y frecuencia variables para controlar la velocidad y par del motor. El documento también explica los diferentes modos de control de un inversor, incluyendo control de lazo abierto y de lazo cerrado, así como control vectorial.

1. 1

2. DEFINICIÓN DEL INVERSOR DE FRECUENCIA: Dispositivo cuya funció n
es la de controlar la velocidad y par del motor a través de la transformació n
de tensió n y frecuencia fijas de la red de alimentació n en tensió n y
frecuencia variables
Tensió n y frecuencia fijas
Tensió n y frecuencia
variables
Inversor
Motor
Carga
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3.  Secion Rectificadora
 Etapa fuente de alimentacion
 Circuito carga de capacitores
 Filtro de BUS DC
 Seccion principal de control
 Modulo electronico interfase para disparo
de dipositivos de potencia
 Modulo de Transistores de salida IGBT
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4. 4

5. M
3~CA/CD Filtro
CD/CA
Sensor de velocidadUnidad de control
(mando)
Alimentació n
senoidal
trifásica
CONFIGURACIÓN GENERAL DE UN INVERSOR DE FRECUENCIA (DRIVE)
Voltaje fijo
y frecuencia fija
Voltaje variable
frecuencia variable
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6. 6

7.  La corriente directa del BUS es modulada por la
tarjeta de control a través de los módulos IGBT
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8. Partes principales de un inversor
Rectificació n
Filtrado
Transistores
. IGBT
Consiste de una secció n de rectificació n, filtrado y
una secció n de inversió n
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9. 9
Modulació n de amplitud de voltaje de salida en una onda PWM
FundamentalFundamental
RMS

10. Onda fundamental
U
-U
0 π 2π
ωt
u1
u2 u3
U/2
U/2
U
u1
u2
u3
i1
Pulsos
Corriente
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11. RELACION V/Z
En este tipo de control la relació n entre la magnitud
del voltaje y la frecuencia se conoce como ley de
mando. Los primeros convertidores que utilizaron
esta técnica só lo permitían un margen muy limitado
de velocidades porque al mantener constante la
relació n V/F no se ha tenido en cuenta que los
devanados también tienen resistencia ó hmica, que
no varia con la frecuencia. El resultado es que a
bajas frecuencias disminuye el par. Una posible
solució n es aumentar un poco más la tensió n a
frecuencias bajas, o aumentarla en proporció n al
consumo y la resistencia de los devanados.
Hz
V
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12. Operación del inversor, relación V/Hz
30
230
67.7
60
460
==
Los inversores están diseñados para mantener la interrelación
voltaje – frecuencia, y así, lograr un mejor rango de operación del
inversor.
La relacion V/Hz define la cantidad de voltaje de salida por
incremento en la frecuencia de salida. Por ejemplo para un motor
en 460v @ 60Hz normalment el control tiene el ajuste 7.67V/Hz
Hz
VAC
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13. ventiladores y las bombas centrífugas apenas se
necesita par a bajas velocidades y lo que suele
hacerse es reducir más la tensió n para consumir
menos energía. Muchos inversores permiten
seleccionar la relació n entre la tensió n y la
frecuencia ( V/F ) según sea la carga mecánica.
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14.  Elimina la corriente de rotor bloqueado al
arranque
 Reduce el par de salida a bajas
velocidades en aplicaciones con bombas
y ventiladores
 Mantiene el par constante ligeramente
por encima de la velocidad nominal
cuando se aplica en transportadores
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15. Con el control a lazo abierto del motor de
inducció n a frecuencia variable, se puede
obtener un accionamiento a velocidad variable
satisfactorio cuando el motor trabaja a valores
estables del par, sin muchos requerimientos
sobre la velocidad. Cuando los requerimientos
del accionamiento necesitan de una respuesta
dinámica rápida, de alta exactitud en la velocidad
o de control del par, el control a lazo abierto no
brinda esta posibilidad.
LAZO ABIERTO O LAZO CERRADO???
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16. 16

17. Es por eso que se hace necesario operar el motor
en lazo cerrado, cuando la operación en
régimen dinámico del accionamiento
representa un papel fundamental en los
indicadores del sistema en el que él es parte.
El par depende igualmente del flujo del
entrehierro y de la velocidad del motor
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18.  Inversores:
 15H Inversor Estándar,
disponible con capacidad
de frenado dinámico.
 21H Inversor Regenerativo
a Línea.
18

21. 21
Inversor Vectorial 18H, disponible con capacidad
De frenado dinámico.
Inversor Vectorial regenerativo a
Línea 22H.

22.  Teclado común (no importa la potencia ni el
voltaje ni si es de directa o alterna).
 Lenguaje de programación común entre los
miembros de la misma serie sin importar
potencia o voltaje.
 Comandos de programación comunes.
 Tarjetas de expansión comunes.
 Misma tarjeta de control para los miembros
de la misma serie no importando la
capacidad.
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23.  1-50 HP en 230 VAC.
 1-450 HP en 460 VAC (stock).
 Hasta 1000 HP en 460 (Fabricación especial).
 1-150 HP en 575 VAC (stock).
 Hasta 450 HP en 575 (Fabricación especial).
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24. 24

25. Las técnicas de control vectorial han hecho
posible la aplicación de motores de inducción
para aplicaciones de alta prestaciones donde
solamente se podían lograr, hasta entonces,
con motores de corriente directa. Los
esquemas de control vectorial permiten
controlar el motor de inducción de la misma
manera que el motor de corriente directa de
excitación independiente.
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26.  Al igual que un inversor el control vector
convierte la CA. a C.D. por medio de la
rectifizacion, para luego invertir esta CD en una
fuente de CA sintetizada.
26

27. 27

28.  La tecnología vector permite controlar en una
forma independiente la corriente de excitación
y la corriente de carga. Estos componentes
son una SUMA VECTORIAL para lograr el control
de la corriente del estator, con lo que se
obtendra un OPTIMO CONTROL DE LA
VELOCIDAD, y PAR SOBRE LA CARGA. Asi
mismo se puede manipular las componentes
vectoriales para minimizar el calentamiento y
maximizar el par
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29.  Referencia de velocidad
 Referencia de corriente por fase
 Referencia de voltaje por fase
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30.  El control vector separa la corriente que sera
aplicada al motor en sus componentes; Flujo
Magnetizante y Par, defasadas 90 grados esto
provoca que el motor opere en la region de alto
par incluyendo la velocidad cero
 Vectorialmente se puede obtener potencia
constante arriba de la velocidad nominal; el
microprocesador reduce el flujo de corriente por
arriba de su velocidad base programada para
producir velocidad constante hasta el limite de
velocidad o la frec. Maxima de salida del drive
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31. 31

32. 32

33.  100% de PAR a velocidad CERO
 Superior regulación de velocidad de +/- 0.1% a la
velocidad prefijada
 Operación sin oscilaciones a baja velocidad desde
(1rpm)
 Orientación (posicionamiento)
 Rango grande de variación de velocidad
 Regulación de par
 Bajas temperaturas de operación
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34.  Los controles vector son mas robustos que sus
equivalentes en CD. Y ofrecen rangos de
velocidad mas amplios, aceleraciones mas
rápidas, no requiriendo mantenimiento como
los motores DC y ofrecen rangos de potencia
mas amplios, incluso en un motor de inducción
pudiendo obtener PAR desde los 150% hasta el
300% momentáneamente de acuerdo al
control seleccionado y las limitaciones del
motor
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35. 35

36. 36

37. Capacidades del 18H
1-50 HP en 230 VAC.
1-450 HP en 460 VAC (stock).
Hasta 1000 HP en 460 (Fabricación especial).
1-150 HP en 575 VAC (stock).
Hasta 450 HP en 575 (Fabricación especial).
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38. 2.5 KHz 8.0 KHz
POTENCIA HP
PAR CONSTANTE PAR VARIABLE PAR CONSTANTE PAR VARIABLE
X X+1 X-1 X
% DE SOBRE
CARGA
170-200 115 170-200 115
2.5 KHz 8.0 KHz
POTENCIA HP
PAR CONSTANTE
PAR CONSTANTE
SILENCIOSO
PAR VARIABLE
SILENCIOSO
X X-1 X
% DE SOBRE
CARGA.
170-200 170-200 115
38
Rangos de operación del 21H y 22H

39. 39

40. 40

41. 41

42. Los esquemas de control requieren de sensor de velocidad para su operación
en lazo cerrado. El sensor de velocidad posee varios inconvenientes desde
el punto de vista de costo, confiabilidad e inmunidad al ruido. Actualmente
han sido propuestos varios métodos para la estimación de la velocidad,
utilizando voltaje, corrientes y frecuencia del estator. Este tema se conoce
como Control de Velocidad sin Sensores (Speed Sensorless Control) en el
cual sé está investigando.
Estas técnicas se pueden clasificar de manera general en:
1. Control de velocidad en lazo abierto con compensación del
deslizamiento.
2. Control a lazo cerrado con estimación de la velocidad.
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43.  Volts por Hertz
 Inversor tradicional
 Factibilidad de operación de multiples motores
 Vector sin sensor (Encoderless)
 Mejor control de velocidad y corriente
 Inversor Vector
 Operación con retralimentación
 Servo CA
 Para motores servo BSM

44.  Control Lazo abierto
 Volts / Hertz
 Vector sin sensor (Encoderless)
 Control Vector de lazo cerrado
 Control de lazo cerrado por flujo vectorial
 Retroalimentacion estandar por encoder
– Retroalimentacion por resolver opcional
 Vector sin sensor o Volts / Hertz
 Control Servo CA
 Retroalimentación estandar por resolver
– Retroalimentacion por encoder opcional
 Para motores CA sin escobillas (BSM)

45.  Volts por Hertz
 Inversor tradicional
 Factibilidad de operación de multiples motores
 Vector sin sensor (Encoderless)
 Mejor control de velocidad y corriente
 Inversor Vector
 Operación con retralimentación
 Servo CA
 Para motores servo BSM

46.  Control Lazo abierto
 Volts / Hertz
 Vector sin sensor (Encoderless)
 Control Vector de lazo cerrado
 Control de lazo cerrado por flujo vectorial
 Retroalimentacion estandar por encoder
– Retroalimentacion por resolver opcional
 Vector sin sensor o Volts / Hertz
 Control Servo CA
 Retroalimentación estandar por resolver
– Retroalimentacion por encoder opcional
 Para motores CA sin escobillas (BSM)

47. 47
AA
1-10Hp
B
15-25Hp
C
30-50Hp

48. 48

49. 49

50. 50

51.  Estas tarjetas sirven para potenciar las capacidades del control
permitiéndole al mismo desarrollar aplicaciones más
complejas que el solo subir y bajar la velocidad a un motor en
forma unitaria.
 Los hay en dos grupos:
 Grupo 1: Se conectan directamente a la tarjeta de control del
inversor.
 Grupo 2: Se pueden conectar a las tarjetas del grupo 1 o
directamente a la tarjeta de control del inversor.
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52. 52
Aquí se muestra como se conecta una tarjeta de cualquiera de los
grupos directamente a la tarjeta de control del inversor.

53. Aquí se muestra como se interconectan las dos tarjetas (tanto
grupo 1 como grupo 2 a la tarjeta de control del inversor.
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54.  Tarjeta de aislamiento.
 Tarjeta líder seguidor.
 Tarjeta de interfase para taco generador.
 Tarjeta de interfase de encoder aislado.
 Tarjeta de interfase de resolver a señal
digital.
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55.  Tarjeta de comunicación serial RS-232.
 Tarjeta de comunicación RS-422/RS-485.
 Tarjeta con cuatro salidas a relevador / interfase
neumática de 3-15 PSI.
 Tarjeta de entrada analógica de alta resolución.
 Tarjeta con dos salidas analógicas y tres salidas a
relevador.
 Tarjeta de comunicación serial RS-232 / RS-485.
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56. 56

57. 57

58.  PORQUE NCESARIA LA RETROALIMENTACION
 TIPOS DE RETROALIMENTACION
 TEORIA DE ENCODER
 TACOMETRO
 RESOLVER
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59.  La retroalimentación en un sistema, es una
señal que provee un parámetro para
monitorear a un proceso, en este caso a un
motor eléctrico
 La retroalimentación habilita a un control de
lazo cerrado para accionar sistemas mas
complejos y con una mejor precisión.
 Una señal es enviada al control para informarle
que la acción ordenada esta realizándose
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60.  Las maquinas y procesos que operan
aceptablemente con lazo abierto
presentan estas características
 Tienen comportamiento predecible, y son
autoregulados a través de temporizadores
interruptores y otros
 Son insensibles a disturbios exteriores
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61.  No causa daño alguno si las acciones sobre el
sistema se desvían respecto al control de
comando del control
 Es un sistema simple de baja operación o esta
bajo supervisión de algún operador
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62. 62

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