Este documento proporciona una introducción a los conceptos básicos de los controles de velocidad para motores. Explica los diferentes tipos de motores y controles, incluidos los motores de velocidad fija, multivelocidad y de control de velocidad variable. También describe los principios básicos de operación de los motores de CA y CD, así como los diferentes tipos de seguimiento de proceso, lazos abiertos y cerrados, y dispositivos de retroalimentación como tacómetros y encoders. Además, cubre conceptos como arrancadores

1. CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE
CONTROLES C.A.

2. ¿Cuál es la necesidad de mi
proceso?
• Velocidad fija sin
variaciones en mi • Motores de velocidad
proceso. fija.
• Necesito únicamente
dos velocidades y • Motores
sin variación alguna. multivelocidad.
• Necesito variar la
velocidad en forma • Motores con
regular en mi controles de velocidad.
proceso y no son
velocidades
predeterminadas.

3. Principio básico de los motores de CD
• La variación de voltaje produce una variación en
velocidad
• La variación en corriente produce una variación
en el par
Principio básico en motores de CA
•La variación de frecuencia produce variación de
velocidad
•La variación de corriente produce variación en el par

4. SEGUIMIENTO DE PROCESO
• Las señales de seguimiento de proceso
son señales de comando externas
alimentadas al control mediante un
operador o un proceso de automatización.
El control convierte la señal de
seguimiento de proceso en una señal de
comando de velocidad para el motor. Las
señales más comunes son: 0 5 VCD, 0
10 VCD, y 4-20 mA

5. Lazo abierto
¿Como Ocurre Esta Regulación?
• En un lazo abierto
no existe una señal
de retroalimentación
precisa que nos
proporcione
información sobre el
motor o la carga.

6. Lazo cerrado
¿Como Ocurre Esta Regulación?
Dispositivo de
retroalimentación
• En una aplicación de lazo cerrado, un tacómetro,
encoder o resolver nos proporciona información
información real del motor y de esta forma esta
puede ser regulada por el control.

7. ¿Es Necesaria La Retroalimentación?
• Aquellas máquinas y procesos que funcionan
correctamente con sistemas de lazo abierto
incluyen las siguientes características:
– Tienen un comportamiento predecible o son
autorregulados por medio de controles
externos.
– Son relativamente insensibles a disturbios
externos.
– No provocan problemas si la velocidad del
motor se desvía de la señal ajustada por el
comando de velocidad.
– Son sistemas sencillos, de operación lenta o
se encuentra bajo la supervisión de un
operador.

8. ¿Por Qué Usar Un Tacómetro?
• Para mejorar la regulación de velocidad cuando ocurran
condiciones de variación de velocidad o carga. La mayoría
de los controles de CD pueden ofrecer una regulación del
1% de la velocidad base con retroalimentación por
armadura. Al colocar un tacómetro se puede lograr una
regulación del 1% de la velocidad ajustada.

9. Retroalimentación de armadura Retroalimentación con
1% de la velocidad base tacómetro de CD 1% de la
velocidad ajustada
Velocidad Variación Velocidad Variación
Ajustada RPM RPM Ajustada RPM RPM
1800 18 1800 18
1000 18 1000 10
500 18 500 5
50 18 50 .5

10. Tacómetro
• Los tacómetros son
usado para medir
velocidad y
dirección. Los
tacómetros se
colocan
acoplándose a la
flecha del
motor, usualmente
del lado de la carga.
Un tacómetro es un
motor en reversa

11. Encoder
• Un encoder consiste de un disco
hecho de plástico, vidrio o metal
con varias líneas. Los productos
Baldor usualmente poseen
encoders ya sea de 500 o 1024
líneas. Un rayo de luz pasa por
una rejilla a través del disco para
llegar a un sensor. La frecuencia
de los pulsos corresponderá a la
velocidad de la flecha del motor

12. ENCODER

13. Resolver
• Un resolver se
parece mucho a un
motor, posee
flecha, devanado y
conexiones
eléctricas. Se les
conoce también
como
transformadores
resolver.

14. TIPOS DE ARRANCADORES
• Los arrancadores para motores, representan la
forma más simple de un control para motor.
• Existen dos tipos:
– Arrancadores a Tensión Plena
– Arrancadores a Tensión reducida

15. Arrancadores A Tensión Plena
• También son
conocidos como
arrancadores directos
a línea. Estos aplican
el 100% del voltaje
directamente a las
terminales del motor.
Un circuito térmico a
la entrada del
arrancador limita las
condiciones de sobre
corriente.

16. Arrancadores Tensión Reducida
• Estos también son conocidos como arrancadores
suaves. Este arrancador ofrece al sistema un
arranque suave mientras éste acelera hasta alcanzar
la velocidad de operación. También reduce los picos
de corriente eléctrica, normalmente presentes en los
arranques de motores CA, directos a línea, (estos
también utilizan un relevador de sobrecarga)

17. Ventajas
• Reduce la corriente de arranque.
• Reduce el desgaste mecánico en la transmisión.
• Reduce el deterioro eléctrico y mecánico en los
embobinados del motor.
• Ofrece al motor una aceleración y desaceleración
controladas.
• Reduce el daño al producto durante arranques y
paros.
• Elimina el golpe de ariete en las aplicaciones de
bombeo de agua.
• Reduce los paros y levantes violentos es polipastos y
grúas.

18. Tipos De Arrancadores A Tensión
Reducida
• Estrella – Delta
• Devanado Partido
• Auto Transformador
• Resistencias Primarias
• Estado Sólido

19. Arrancador
Suave
Analógico

20. Arrancador
Suave Digital

21. ¿QUÉ ES UN INVERSOR?
Un inversor es un control
para motores, que hace variar
la velocidad a motores C.A.
De inducción. Esta variación
la logra variando la
frecuencia de alimentación al
motor. El inversor también
ajusta el voltaje de
alimentación al motor

22. ¿Cómo Funciona un inversor?
Rectificación
Filtrado Inversión
Consiste de una sección de rectificación, filtrado y una
sección de inversión

23. La sección de rectificación utiliza dispositivos
semiconductores que convierten el voltaje de línea AC
en DC.

24. Después de esto los capacitores almacenan esta
carga. Los capacitores son una fuente estática de
corriente para los elementos de potencia localizados
en la sección de inversión.

25. La sección de inversión toma corriente del banco de
capacitores, la invierte transformándola en una señal
trifásica simulada de frecuencia y voltaje que es usada
para variar la velocidad de los motores trifásicos de
inducción.

26. ¿Qué significa PWM?
El proceso de conmutación usado para obtener la
frecuencia y voltaje ajustables es llamada PWM (Pulse
Width Modulation) o modulación por ancho de pulso.
Este tipo de modulación se refiere a los transistores
conmutando su estado de encendido y apagado en
intervalos discretos. La magnitud de los pulsos es la
misma en el ciclo, lo que varia es el ancho del pulso.

27. ¿Existe alguna relación entre
voltaje y frecuencia?
VAC 460 230
7.67
60 30
Hz
• Si la interrelación entre voltaje y frecuencia que
alimenta al motor, controlada por el inversor, es
llamada razón volts por hertz (rango V/F). Los
inversores están diseñados para mantener la
interrelación voltaje – frecuencia, y así, lograr un
mejor rango de operación del inversor

28. ¿Qué rango de velocidad en par constante se
puede obtener de un motor controlado por
inversor?
• Sin que exista un sobre esfuerzo, la
reducción de velocidad en par constante
puede ser de 10:1, para un motor súper-e de
factor de servicio 1.15 con un control
PWM, por ejemplo. Un motor cuya velocidad
nominal sea de 1750 RPM, puede se
disminuido a 175 RPM.

29. ¿Cuándo se dice que un control
tiene frenado dinámico?
• El freno dinámico se logra
continuando excitando el
motor desde el drive. Esto
genera una corriente de
regreso del motor al bus.
• Para disipar esta corriente se
utiliza una resistencia
normalmente conmutada por
un transistor.

30. ¿Cuándo se dice que un control es
regenerativo a línea?
• Un control para motor que sea regenerativo a
línea tiene que regresar la energía generada por
el frenado a línea de alimentación. Esto quiere
decir que en lugar de disipar la energía en calor
(resistencias) aprovecharemos la carga de toda la
instalación para frenar al motor.

31. TIPOS DE CARGA
Par Constante
• En estas
aplicaciones
normalmente la
carga es constante
sin importar la
velocidad de
movimiento. Como
ejemplo típico la
mayoría de los
transportadores.

32. ZONA DE OPERACIÓN PAR CONSTANTE
ESTANDAR
Esta configuración proporciona 170 – 200% de pico
de sobrecarga de corriente por 3 segundos. Y 150%
de sobrecarga por 60 segundos a 2.5 KHz de
frecuencia PWM.
ZONA DE OPERACIÓN DE PAR CONSTANTE
SILENCIOSO
Proporciona una operación más silenciosa, además es
capaz de soportar picos de sobrecarga de 170 – 200%
por 3 segundos, 150 % pico por 60 segundos a 8 KHz
de PWM.

33. Par Variable
• Se define así a las
aplicaciones en donde la
demanda de par se
incrementa al aumentar
la velocidad.
• Como ejemplo tenemos
a las bombas y
ventiladores
centrífugos.

34. ZONA DE OPERACIÓN PAR VARIABLE
ESTANDAR
Esta configuración proporciona 115% de pico de
sobrecarga por 60 segundos a 2.5 KHz de frecuencia
PWM
ZONA DE OPERACIÓN PAR VARIABLE
SILENCIOSA
Usado en operaciones más silenciosas del motor.
Proporciona el 115% de sobrecarga por 60 segundos a
8 KHz de PWM.

35. CONTROLES VECTOR
El desempeño de
un control de CA
vector se iguala y
algunas veces
mejora al
ofrecido por un
control de DC.

36. ¿Qué hacen estos?
• Un control vector es un control para CA. Este
convierte el voltaje y frecuencia fijos de línea en
frecuencia y voltajes variables para controlar la
velocidad y par de un motor de C.A. De inducción. Un
sistema vector ofrece las funciones de un inversor,
un control de CD SCR, un sistema sin escobillas y
más.

37. ¿Cómo trabaja el vector?
Al igual que un inversor, el control vector
convierte la C.A. De línea a C.D., por medio de la
rectificación, para luego invertir esta C.D. En una
fuente de C.A. Sintetizada.
Controlan en una forma independiente la
corriente de magnetización y la corriente de carga
y sumándolas vectorialmente se obtiene la
corriente resultante en el estator, con lo cual se
obtiene el control en velocidad y par, minimizando
al calentamiento y maximizando el par.

39. Ventajas del Vector
• 100% de par desde velocidad cero.
• Regulación de velocidad de 0.01 % de la
velocidad prefijada.
• Operación sin oscilaciones a baja velocidad
(desde 1 RPM).
• Orientación (posicionamiento).
• Rango de variación de velocidad (6000 : 1)
• Regulación de par.
• Bajas temperaturas de operación.

40. ¿Puede un motor estándar ser
usado con un control vector?
¡NO!

41. ¿Por qué un motor funcionando
con un vector trabaja a menor
temperatura?
El microcontrolador del control vector está en continuo
monitoreo del motor así que únicamente le suministra
la corriente necesaria.

42. ¿Puede el vector ser utilizado en
aplicaciones de posicionamiento?
• Si, el control posee una función de
posicionamiento incluida en el software, la cual
puede ser activada por computadora usando una
de las tarjetas de expansión de comunicación
serial. El posicionamiento será absoluto o
relativo. Está limitado a un solo eje de
movimiento y ofrece un control de movimiento
coordinado.

43. CONCLUSIÓN
Conforme las máquinas y los diseñadores de equipo
requieran de utilizar mayor precisión y rápida
respuesta, es muy fácil ver que los controles vector
jugarán un papel muy importante.

44. VS1ST
Micro Drive 0.5 – 15 HP
Alimentación monofásica:
115 V / 230 V
Alimentación trifásica:
230 V / 460 V
Bajo Costo
Parámetros básicos de ajuste

45. VS1MX
Microdrive 0.5 – 10 Hp
Nema 12 (A prueba de
polvo)
Nema 4X (A prueba de agua,
químicos y polvo)
Alimentación monofásica:
115 V / 230 V
Alimentación trifásica:
230 V / 460 V
Control con potenciómetro
Parámetros Básicos

46. VS1MD
Microdrive 0.5 – 30 Hp
Alimentación trifásica:
230 V / 460 V
Función V/HZ y Vector
Sensorless
Programación amigable y
opciones de comunicación

47. VS1PF
Pump and fan control 7.5 /
700 Hp
Alimentación trifásica:
230 V / 460 V
Función V/HZ y Vector
Sensorless
Display de LCD
Programación amigable y
opciones de comunicación

48. VS1SP / VS1GV
Drives de alto rendimiento
1 / 250 Hp
Alimentacion monofasica:
115 V / 230 V
Alimentación trifásica:
230 V / 460 V
Función V/HZ ,Vector
Sensorless y lazo cerrado
Display de LCD
Programación amigable y
opciones de comunicación

49. PREGUNTAS ?

50. GRACIAS !!!