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Quinta generación de accionamientos
de Corriente Continua

En el mundo, actualmente se están utilizando un gran número de motores de CC en múltiples aplicaciones, los cuales en su mayoría no presentan problemas para garantizar la continuidad del servicio. La actualización del accionamiento de CC permite maximizar el rendimiento del motor, mejorar la fiabilidad del sistema e interactuar digitalmente con equipos de control modernos mediante redes Ethernet y de bus de campo.

La tecnología de los accionamientos de CC sigue siendo rentable, eficiente y relativamente fácil de implementar, ofreciendo muchas ventajas para las nuevas soluciones, especialmente cuando se trata de aplicaciones de regeneración y alta potencia. Entre las aplicaciones típicas de los accionamientos de corriente continua se incluyen: metales, grúas y elevadores, bancos de pruebas y dinamómetros, elevadores magnéticos, ascensores, neumáticos y caucho, trefilado, papel, sector marítimo, enrolladoras, máquinas de extrusión, vidrio, manipulación de materiales, cabezales, trituradoras, convertidor de potencia bidireccional para sistemas de accionamiento de CA conectados a bus de CC, entre otros.

La plataforma de control de estos accionamientos permite incorporar distintos módulos, que otorgan una alta versatilidad técnica al desarrollar soluciones "a la medida" en control de movimiento, incorporando prestaciones como un coprocesador de alto rendimiento. Por ejemplo, estos módulos pueden incorporar comunicaciones Ethernet y por bus de campo, conectividad con dispositivos de realimentación adicionales, incremento de entradas, salidas y control de potencia aislado galvánicamente.

Además, muchos contienen control de lazo abierto mediante la velocidad estimada a partir de la tensión del inducido y el flujo de campo, control de lazo cerrado mediante realimentación de tacogenerador para conexión a motores de CC convencionales, y realimentación de codificador incremental diferencial para mayor precisión en el control de posición.

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La incorporación de la plataforma de soluciones en los accionamientos de CC: Flexibilidad en las comunicaciones. 1. PC para programación y supervisión. 2. Conexión de bus de campo o Ethernet con el controlador principal mediante una amplia variedad de módulos de opciones de comunicaciones. 3. Interfaz de operador con conexión serie, de bus de campo o Ethernet. 4. Posibilidad de comunicarse con servoaccionamiento en AC. 5. Conexión Ethernet para acceso remoto, conectividad inalámbrica y gestión de activos. 6. E/S remota conectada a red


Controlador de campo

En las aplicaciones de la generación anterior de los accionamientos de CC, es habitual habilitar el controlador de campo como un dispositivo externo. Bajo el nuevo avance de los accionamientos de la nueva generación, se ha habilitado un controlador de campo interno con debilitamiento de campo inteligente, lo que elimina la necesidad de utilizar un controlador externo adicional en el 90% de las aplicaciones. De esta forma, se mantiene un control de flujo para rendimiento avanzado en lazo abierto y cerrado.


Operación de potencia constante utilizando control de campo

Es así como para los diferentes tamaños de accionamientos CC, tenemos los siguientes rangos:

Tamaño 1, regulación hasta 8 [A]
Tamaño 2A y 2B, regulación hasta 10 [A]
Tamaño 2C y 2D, regulación hasta 20 [A]

El campo es regulado de manera digital, lo que implica que el campo del motor es procesado y monitoreado constantemente por el equipo. Con ello se logra una protección integral del motor, dejando atrás el concepto de las viejas aplicaciones en las que se encuentra un campo independiente sin monitoreo constante y además toda la electromecánica asociada al control de éste.

En el caso que se produzca alguna alteración en la parte física del motor, el control electrónico es capaz de detectarlo, provocando una desconexión inmediata de manera de proteger el motor tanto en su armadura como en el campo.

Para el caso de que el motor a controlar requiera de una corriente de campo superior a los 20 [A], es necesario usar un regulador de campo externo que entregue la suficiente corriente al campo del motor. La gran ventaja que mantiene este controlador es la de tener comunicación interna digital entre el drive CC y el controlador de campo externo, manteniéndose las mismas propiedades del campo interno.

Entre las principales características de este controlador, se encuentra lo siguiente:

Enlace digital para el control de campo externo y el drive CC.

Modo de control digital independiente para aplicaciones sencillas.

Control de flujo para rendimiento avanzado en lazo abierto.

Debilitamiento de campo inteligente.

Campo forzado para aplicaciones de alta dinámica.

Inversión de campo: Inversión de máquina de baja dinámica con bloque principal de dos cuadrantes.

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Operación de potencia constante utilizando control de campo


Protecciones

Una de las características que poseen los nuevos drives de CC de quinta generación, es el nivel de protección que incluye el equipo, lo que es una ventaja no sólo en el control del motor sino también en cómo se protege el drive y el motor. La nueva generación de drives de CC presenta las siguientes protecciones:

Protección integrada para motor y el drive o accionamiento.

Sobre intensidad.

Sobretensión.

Exceso de temperatura.

Pérdida de fase.

Temperatura de la juntura del tiristor.

Pérdida de realimentación.

Pérdida de campo.

Interrupción del circuito del inducido.

Control aislado galvánicamente.

Exceso de corriente en el inducido.

Fuente de alimentación.

Fallo de equipo.

Pérdida de interfaz de comunicaciones.

Artículo gentileza de Ingeniería y Desarrollo Tecnológico S.A.
Por Juan Pablo Díaz, Ingeniero Electrónico, Ingeniero de
Servicios Control Techniques de IDT S.A.   jdiaz@idt.cl
Noviembre 2009
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