Control de velocidad
Es el proceso por el cual una máquina va a desempeñar un trabajo a una rata constante. Este estado no es transitorio sino permanente y se debe conocer coma varía la corriente y la velocidad cuando se cambian los diferentes parámetros como el torque de carga, corriente de carga y de campo. La velocidad de una máquina de corriente continua se puede expresar como
Los métodos de control de velocidad que se van a estudiar en esta guía son:
- Control de velocidad por tensión de armadura Va.
- Control de velocidad por resistencias en serie con la armadura Ra.
- Control de velocidad por corriente de campo If.
Control de velocidad por tensión de armadura Va.
En este método de control de velocidad se puede ver que la velocidad de giro es proporcional a la tensión de alimentación. Si la tensión es cero voltios, la velocidad es 0 rpm; si la tensión es la mitad de la nominal, la velocidad también lo es; y si la tensión es la nominal la velocidad es la nominal como se puede apreciar en la siguiente ecuación:
Si se cambia la corriente de carga se puede observar que la velocidad decae a medida que se aumenta la carga.
La velocidad va disminuyendo a medida que se el aumenta la carga debido a la ciada de tensión que hay en la resistencia de armadura. Este método de control de velocidad es más eficiente, ya que no involucra elementos externos.
La variación de la tensión se puede hacer por pasos discretos o de forma continua. En el primer caso se necesita un transformador con varias tomas o niveles de tensión, lo que lo hace costoso o se puede realizar por medio de un regulador de velocidad electrónico con base en transistores o SCR. La última opción es la más barata y usada hoy en día.
El circuito de potencia consiste en alimentar el campo y armadura a tensión nominal. En la simulación hay que tener presente que la resistencia de regulación de velocidad es cero y se presenta una alta corriente en el arranque.
El circuito de consiste en un pulsador para energizar 1PB, una para desenergizar y una bobina del contactor 1M para energizar los elementos en potencia.
El método consiste en introducir una resistencia en serie con la armadura Rae para poder disminuir la velocidad que se puede describir como:
Este método de control de velocidad es uno de los más antiguos y casi no se usa debido a que es muy ineficiente, porque se disipa mucha energía en la resistencia de regulación de velocidad Rae.
El circuito de potencia consiste en energizar el circuito de campo a la tensión nominal. En la armadura se coloca una resistencia Rae en serie con el fin de crear un caída de tensión en esta y disminuir la velocidad.
El circuito de control consiste de un pulsador 1PB para energizar, un pulsador 2PB para desenergizar y una bobina del contactor 1M para energizar los elementos en potencia.
Este método de control de velocidad consiste en disminuir la corriente de campo ya sea por medio de una resistencia externa en serie con el campo o disminuyendo la tensión de campo. En esta simulación se varía directamente la corriente de campo.
La ecuación que rige el cambio de velocidad es dado por
Donde se puede ver claramente que la velocidad tiene un comportamiento hiperbólico, es decir la velocidad aumenta al disminuir la corriente y no lineal. Este método de control de velocidad es problemático, porque si el campo pierde la energía por algún daño, el motor se embala y las corrientes de armadura van a ser muy grandes y pueden dañar los rodamientos del motor y el devanado de armadura. Es preferible tratar de no usar este tipo de control de velocidad a no ser que se tenga personal latamente calificado para su operación.
En el circuito de potencia se energizan tanto el campo como la armadura a tensión nominal y se controlan por medio de 1M.
El circuito de control consiste en un pulsador 1PB para energizar, 2PB para desenergizar y una bobina de 1M para mantener el estado de funcionamiento y activar el motor en el circuito de potencia.
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