El documento describe tres tipos principales de controladores de variadores de frecuencia AC: controladores de voltaje de entrada variable (VVI), controladores de fuente de corriente (CSI) y controladores de modulación de ancho de pulso (PWM). También explica cómo se puede controlar la velocidad de motores AC utilizando dispositivos semiconductores mediante la detección de la velocidad con un tacómetro acoplado al motor y variando el voltaje aplicado para modificar el deslizamiento y la velocidad de rotación. Además, presenta grá

1. Realizador por:
Luis Villalobos
CI: 23459925
Republica Bolivariana de Venezuela.
Ministerio de Educación, Superior y Universitaria.
I.U.P Santiago Mariño
Cátedra: Electrónica industrial

2. Identificación de los distintos tipos de control AC.
Para propósitos generales, los controladores de variadores AC de frecuencia
ajustable son fabricados en tres tipos: Voltaje de entrada Variable (VVI),
Entrada de fuente de Corriente (CSI) y Modulación por Ancho de Pulso
(PWM), Cada uno tiene ventajas características especificas .
Voltaje de Entrada Variable (VVI)
Con la intervención de los transistores de potencia SCRs podemos lograr la
inversión del voltaje en DC a voltajes en AC (Amplificador de Potencia), es
decir, de voltaje variable DC, a frecuencia Variable AC. Este diseño llego a
ser muy útil desde la década de los 70 y 80
La salida de voltaje desde una unidad VVI es frecuentemente llamada»
onda de seis pulsos». El VVI fue uno de los primeros variadores AC de
estado solido que tuvo aceptación general.
Inversor Fuente de Corriente (CSI).
Se usa en variadores de potencias mayores a 50HP, Las unidades CSI se
encuentran bien situadas para el manejo de bombas y ventiladores como
una alternativa de ahorro de energía para el control de flujo.

3. Capaces de trabajar con eficiencias cercana a los variadores DC, el diseño CSI
ofrece economía sobre las unidades VVI y PWM para aplicaciones en bombas,
ventiladores y similares. El CSI ofrece capacidad de regeneración con una sobre
carga, el controlador alimenta energía de retorno al sistema AC.
Modulación por ancho de pulso (PWM).
Muchas unidades PWM (frecuentemente llamadas «Variadores V/Hz) ofrecen
operación a cero velocidad. Algunos proporcionan rango de frecuencias cercana a
200:1. este amplio rango es posible pues el controlador convierte voltaje de
entrada AC a un voltaje DC fijo por medio del rectificador de potencia.
Luego de este amplificador, el voltaje DC es modulado por medio de un inversor
para producir pulsos de diversos anchos, para variar el voltaje efectivo. A pesar
que el voltaje es modulado, la forma de onda de la corriente es cercana a una onda
sinodal, mucho mejor que cualquier otro sistema. Las unidades PWM usan
transistores de potencia IGBTS.

6. Controladores de AC Trifásicos
Controladores de AC Los controladores (reguladores o convertidores) AC se
clasifican de acuerdo con la conexión de tiristores y
carga:
1. Y-Y
2. Y-∆
3. ∆-∆4. Punto Neutro
Conexión Y-Y
• Se utilizan en el control de velocidad de motores jaula de ardilla y en
controles de temperatura de hornos mediante resistencias
• La tensión RMS en la carga es una función del ángulo de disparo
• De los 6, pueden simultáneamente conducir 3, 2 o ningún tiristor
• Si conducen 3 tiristores el circuito es trifásico puro y N=n

7. Conexión X-Y
• La cantidad de tiristores que conducen simultáneamente depende del ángulo de
disparo α de acuerdo con lo siguiente:
• El tiristor Q1 puede entrar en conducción si la tensión asociada a el VAN .
Reglas para conexión Y-Y
• Contando a partir de α=0 se indica el inicio de conducción de Q1
• El inicio de conducción de Q3 está 120º después del inicio de Q1
• Q4 inicia su conducción 180º después de Q1
• Si un tiristor esta en sus últimos 30º de conducción y simultáneamente hay otros
dos conduciendo, estos últimos lo sacan de conducción “regla del más viejo”
Tensión VRS
Tensión VRn
Corriente de línea IA

8. Cómo se logra Controlar la velocidad de motores AC utilizando
dispositivos semiconductores.(procedimiento)
Como se muestra en la Fig la estructura de los motores de inducción
monofásicos y trifásicos incluye un estator con un devanado principal y un rotor
en fundición de aluminio sólido en forma de canasta. El rotor es de bajo costo
porque la estructura es simple y no utiliza imán.

9. Cuando se necesita controlar la velocidad de este motor, se emplea un
taco generador para detectar la velocidad y se lo acopla al motor como se
muestra en la Fig. 3. El taco generador está compuesto por imán
conectado directamente al eje del motor y una bobina de estator que
detecta los polos magnéticos y genera un voltaje de CA de 12 ciclos por
revolución. Dado que este voltaje y frecuencia aumentan con la elevación
de la velocidad de rotación, la velocidad de rotación del motor se
controla en función de esta señal.

10. Principio de control de velocidad
La velocidad de rotación N de un motor de inducción se puede ilustrar con la
expresión (1). Cuando se aumenta y se reduce el voltaje que se aplica al motor,
el deslizamiento s se modifica y, por consiguiente, la velocidad de rotación N se
modifica.
N= 120·f ·(1-s)/P · · · · · · · · · · (1)
N: Velocidad de rotación [rpm]
F: Frecuencia [Hz]
P: Cantidad de polos de un motor
S: Deslizamiento
En el caso de un motor de inducción como el que se muestra en la Fig. 4,
existen un rango estable y un rango inestable en la curva de velocidad de
rotación/par. Dado que es imposible operar en forma confiable el rango
inestable, el control de voltaje simple (control de circuito abierto) se limita a
controlar la velocidad en un rango acotado, por ejemplo, N1~N3 en la Fig. 5
Para permitir la operación confiable incluso en el rango inestable antes
mencionado, es necesario detectar la velocidad de rotación del motor y usar un
mecanismo de control del voltaje (control de circuito cerrado) que reduce el
error de velocidad en comparación con un valor fijo.

11. GRAFICAS

12. Diseño de un circuito controlador de velocidad de
motores DC