Propulsores CD

 

Carrera de Ingeniería Electrónica

Electrónica de Potencia I Paralelo: 6to Gr2 TEMA: Propulsores de Corriente Directa AUTORES,, GRUPO 12: AUTORES

1.ALTAMIRANO ALBÁN, ALBERTO 2.PALOMINO TREJO, PLINIO 3.TOASA TIPANTUÑA, ALEXANDER 4.V 4. VALIENTE CUCHIPE, SANTIAGO

 

AGENDA •

CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES DE CD

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MODOS DE OPERACIÓN

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PROPULSORES MONOFÁSICO

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PROPULSORES TRIFÁSICO

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PROPULSORES DE CONVERTIDOR CD-CD CONTROL EN LAZO CERRADO DE LOS PROPULSORES DE CD

 

CARACTERÍSTICAS DE LOS MOTORES CD

 

Circuito equivalente de motores de cd con co n excitación separada.

   =     =      =    +     =    +      =      =   + 

Potencia desarrollada es:    =  

Característica de magnetización

=

  −    

=

  −     

 

MODOS DE OPERACIÓN

 

Motorización.

Frenado regenerativo.

Frenado dinámico.

Frenado con reversa.

 

Condición para cuatro cuadrantes

 

ARREGLO BÁSICO DE UN PROPULSOR MONOFÁSICO CD

 

CARACTERÍSTICAS •

Cuando un motor de excitación independientem independientemente ente es excitado mediante una corriente de campo y en

•

el circuito de la armadura fluye una corriente en el motor desarrolla una fuerza contra electromotriz. Un Semi-Convertidor es un rectificador de un cuadrante, tiene su voltaje y corriente de salida de una polaridad.

•

Un convertidor completo tiene dos cuadrantes, su voltaje y corriente de salida pueden ser positivo y negativo.

•

Un convertidor dual puede operar en cuatro cuadrantes, su voltaje y corriente de salida pueden ser positivos o negativos.

 

CONDICIONES PARA 4 CUADRANTES

 

CIRCUITOS DE INVERSIÓN DE ARMADURA Y CAMPO

 

PROPULSORES MONOFÁSICOS Si elCD circuito de laaArmadura de se conecta la salida del rectificador monofásico se puede variar el voltaje de laángulo armadura variando de retardo delel convertidor

Dependiendo del tipo de convertidor monofásico de puede subdividir en 4 tipos

 

CLASIFICACIÓN

Propulsores de convertidor de media onda monofásicos

Propulsores de convertidor dual mmonofasico

Propulsores de semiconvertidor monofásico

Propulsores de convertidor completo monofásico

 

VOLTAJE DE ARMADURA Y VOLTAJE DE CAMPO •

     =    (1 + COS  )

•

2

     =

   

  ((1 1 + COS  )

PARA 0≤ ≤   PARA 0≤ ≤   

 

PROPULSORES DE COONVERTIDOR DE MEDIA ONDA MONOFÁSICOS •

Alimenta un motor de cd como se muestra. la corriente de la armadura es normalmente di dissco cont ntiinu nua, a, a me meno noss qu quee el circ circui uito to de la ar arma madu durra se co cone nect ctee un indu induct ctor or mu muyy gran grande de

 

PROPULSORES MONOFÁSICOS POR SEMICONVERTIDOR •

Alimenta el circuito de arm rma adura como se mue muestra, es un propulsor de un cua uadr dran ante te,, sus apl plic icac acio ione ness son son limi limita tada dass has astta 15 15kkW.

 

PROPULSOR MONOFÁSICO POR CONVERTIDOR COMPLETO •

El voltaje de armadura varia mediante un convertidor de onda completa monofásico, y es un propulsor de dos cuadrantes.

 

PROPULSORES MONOFÁSICOS POR CONVERTIDOR •

Dos convertidores de onda compleDUAL ta están conectados como se muestra, tiene propulsión en los 4 cuadrantes y permite 4 modos de operación: excitación dire di rect cta, a, fren frenad adoo en avan avance ce,, exci cita taci ción ón en rev reversa ersa y fr fren enad adoo en rev reversa ersa..

 

PROPULSORES TRIFÁSICOS

 

Los propulsores trifásico se utilizan para aplicaciones de alta potencia hasta los niveles de potencia en mega watts. Se pueden subdividir en:

1.   PROPULSORE PROPULSORES S DE CONVERTIDOR CONVERTIDOR TRIFÁSICO TRIFÁSICO DE MEDIA ONDA. 2.   PROPULSORES DE SEMICONVERTIDO SEMICONVERTIDOR R TRIFÁSICO. 3.   PROPULSORES DE CONVERTIDOR COMPLETO TRIFÁSICO. 4.   PROPULSORES DE CONVERTIDOR DUAL TRIFÁSICO.

 

PR PROPULSORES OPULSORES DE CONVERTIDOR TRIFÁSICO DE MEDIA ONDA •

Opera en un cuadrante y puede utilizarse en aplicaciones hasta el nivel de potencia de 40 kW kW.. Con un convertidor trifásico de media onda en el circuito de la armadura, la ecuación de voltaje nos da como resultado:

•

 =   

      

PARA  ≤    ≤ 

Donde    es el vol olttaje aje pico pico po porr fas asee de una una al alim imen enttació aciónn (ca) (ca) trif trifás ásiica co cone nect ctad ada a en estr estrel ellla •

Conn un sem Co emiico cond nduc ucto torr trif trifás ásiico en el circ circui uito to de camp campoo la ec ecua uaci ción ón de vol olttaje aje nos nos da co como mo resul esulttad ado: o:

 =

    

   +   

PARA  ≤     ≤ 

 

PR PROPULSORES OPULSORES DE SEMICONVERTIDOR TRIFÁSICO •

Oper Op era a en un cu cuad adrran antte sin sin inv inver erssión ión del cam campo po,, y es está tá limi limita tad do a ap aplilica caci cion ones es ha hassta de 11 115 5kW kW..

•

Conn un se Co semi mico conv nver erti tido dorr tr trif ifás ásic icoo en el circ circui uito to de la ar arma madu dura ra..

•

Conn un se Co semi mico conv nver erti tido dorr tr trif ifás ásic icoo en el circ circui uito to de dell camp campo. o.

 =

   

   +     PARA  ≤    ≤ 



 



 

PROPULSORES DE CONVERTIDOR COMPLETO PROPULSORES TRIFÁSICO •

•

•

Es un prop propul ulso sorr en do doss cuad cuadrrante antess si sinn inv inver ersi sión ón del del camp campoo, y está está limi limita tada da a ap aplilica caci cion ones es hast hasta a 15 1500 00kW kW.. Durante la regeneración para invertir la dirección del flujo de la potencia, se revierte la fuerza co cont ntrrae aele lect ctrrom omot otri rizz de dell mo moto torr al inv inver erti tirr la excit xcitac ació iónn de dell camp campo. o.

En la figura siguiente se muestra un propulsor de cd de convertidor completo trifásico basado en un micr icrop oprroces ocesa ado dorr de 68k 8kW W - 17 170A 0A,, en el qu quee los paq aquuetes etes de semi semico conv nver erttidor idores es de po pottenci encia a están stán en la part pa rtee tras traser era a de dell tabl tabler ero. o.

 

•

•

Con un co Con conv nver erttido dorr de onda onda com ompl plet eta a trif ifá ási sico co en el cir circuit cuitoo de arm rmad adur ura, a, la sigui iguien entte ec ecua uaci ción ón nos nos mu mues esttra el voltaje como :      

para  ≤    ≤  Con un con onvverti rtidor completo trifásico en el cir circuito del campo, la siguient ente ecuación no noss mu mueestra el volt oltaje como :  =

•

Convertidor completo trifásico basado en un microprocesador de 68 kW.

 =



   

  

   +    para  ≤     ≤ 

  

PR PROPULSORES OPULSORES DE CONVERTIDOR TRIFÁSICO DUAL. Se trata de un propulsor de cuatro cuadrantes y esta limitado a aplicaciones hasta de 1500 KW. KW.

•

Dos convertidores de onda completa trifásica se conectan en una disposición sim imililar ar a la sigui iguien entte fi figu gurra :

 

En form rma a similar a los propulsores monofásicos os,, el converti rtidor del cam campo puede ser un converti rtidor de on onda da co comp mple leta ta o un se semi mico conv nver erti tido dorr.

Un convertidor CA-CD de 12 pulsos para un motor de 360 kW que sirve sir ve para propulsar un molino de cemento.

 

Freno regenerativo El freno regenerativo es el sistema que emplean los coches coc hes híbridos y eléctricos para cargar su batería aprovechando la inercia ine rcia del motor.

 

 PROPULSORES POR CONVERTIDOR CD-CD

Se utilizan ampliamente en todo el mundo en las aplicaciones de tracción. un pulsador cd se conecta entre una fuente de cd fijo y un motor cd a fin de variar el voltaje de armadura, también puede proporcionar un frenado regenerativo de los motores y devolver energía de retorno a la alim alimeentac ntació iónn

 

SI la alimentación no es receptiva durante el frenado regenerativo, el voltaje de línea aumentaría y ese frenado no se hará, los modos posibles de control de un propulsor pulsador son: •

•

•

•

contrrol por cont por pote potennci cia. a. cont co ntrrol por por fren frenoo reg regener enerat ativ ivoo. contrrol por cont por fren frenoo reos reostá táttic icoo. cont co ntrrol com combina binado do por por fren frenoo reg regener enerat atiivo y reos reostá táttico ico.

 

CONTROL POR POTENCIA •

El pul ulssador se us usa a para co conntrolar el voltaje de la arm rma adura de un moto otor de cd. cd.

•

Dond Do ndee el vol olttaje aje prom promed ediio de la ar arma madu durra es es::    = 

•

k= ci cicl cloo de tr trab abaj ajoo de dell puls pulsad ador or..

•

Medi Me dian antte la varia ariaci ción ón de k se pu pued edee cont contrrol ola ar el flujo lujo de ener energí gía a al mo mottor (y su ve velo loci cida dad) d)..

 

CONTROL POR FRENO REGENERATIVO •

El moto motorr fu func ncio iona na como como un gener enerad ador or y la en ener ergí gía a ci ciné néti tica ca del del moto motorr y la de la carg carga a es devu devuel elta ta a la alim alimen enta taci ción ón..

•

El vol olta taje je prom promed edio io a trav través és de dell pu puls lsad ador or es es::   ℎ = (1   )

•

La po pote tenc ncia ia reg regener enerad ada a se pu pued edee de dete term rmin inar ar co conn   =   (1   ) (2).

•

El vol olta taje je gener enerad adoo po porr el moto motorr qu quee actú actúa a co como mo ge gene nera rado dorr es es::   = 

•

  −

  −

Velocidad mínima de frenado  =  

•

Velocidad máxima de frenado  =

     

+

    

 

CONTROL CONTR OL POR FRENO REOSTÁTICO •

En el fren frenad adoo reos reostá táti tico co,, la en ener ergí gía a se di disi sipa pa en un re reós ósta tato to,, lo cual cual podr podría ía no se serr un una a prop propie ieda dad d dese deseab able le..

•

Corri Cor rient entee prom promedi edioo de la resis resisten tenci cia a de frena frenado do    =  1 −  .

•

Vol olta taje je prom promed edio io a trav través és de la resi resist sten enci cia a de fren frenad adoo   =  ( (1 1 − ) .

•

(1 1 − ). Pot oten enci cia a disi disipa pada da en la resi resist sten enci cia a rb es es::   = 2 (

 

CONTROL COMBINADO POR FRENO CONTROL REGENERATIVO Y REOSTÁTICO •

El frenado regenerativo es eficiente respecto a la energía, en el frenado reostático la energía se disipa en forma de calor. si la fuente es parcialmente receptiva, que es el caso norm rma al en los sistemas práctico de tracción, lo más eficiente respecto a la energía sería un control combinado porr fren po frenoo re reg gen ener erat ativ ivoo y re reos ostá táti tico co

 

PROPULSORESS DE PULSADOR DE DOS Y CUATRO PROPULSORE CUATRO CUADRANTES •

La operación en dos cuadrantes es necesaria para conseguir el control de potencia y frenado en el control regenerativo.

 

CONTROL DE LA POTENCIA

El transistor Q1 y el diodo D2 operan. Cuando Q1 esta activo, el voltaje de alimentación Vs están conectados a las terminales del de2sa fmluoytoer.aCtruaavnédsodQ el1dieosdtao D sectriveadducoela corriente de armadura que

 

CONTROL REGENERATIVO

El transistor Q2 y el diodo D1 operan. Cuando Q2 esta activado, el motor actúa como generador, devuelve la