Accionamiento del motor

El control puede ser ajustable manualmente, mediante un potenciómetro o un dispositivo lineal de efecto Hall (que es más resistente al polvo y la grasa), o bien puede controlarse automáticamente, por ejemplo, mediante un detector rotacional como un codificador óptico de código Gray .

Existen tres categorías generales de accionamientos eléctricos: accionamientos para motores de CC , accionamientos por corrientes parásitas y accionamientos para motores de CA. Cada una de estas categorías se puede subdividir en numerosas variantes. Los accionamientos eléctricos generalmente incluyen tanto un motor eléctrico como una unidad o sistema de control de velocidad. El término " accionamiento" se suele aplicar al controlador sin el motor. En los inicios de la tecnología de accionamientos eléctricos, se utilizaban sistemas de control electromecánicos. Posteriormente, se diseñaron controladores electrónicos utilizando diversos tipos de tubos de vacío. Con la disponibilidad de componentes electrónicos de estado sólido adecuados, los nuevos diseños de controladores incorporaron la tecnología electrónica más avanzada.

Los variadores de velocidad de CC son sistemas de control de velocidad para motores de CC. Dado que la velocidad de un motor de CC es directamente proporcional a la tensión de la armadura e inversamente proporcional al flujo magnético del motor (que es función de la corriente de campo), se puede utilizar tanto la tensión de la armadura como la corriente de campo para controlar la velocidad.

Un accionamiento por corrientes parásitas (a veces llamado "accionamiento dinámico", por una de las marcas más comunes) consta de un motor de velocidad fija (generalmente un motor de inducción ) y un embrague de corrientes parásitas. El embrague contiene un rotor de velocidad fija y un rotor de velocidad variable separados por un pequeño entrehierro. Una corriente continua en una bobina de campo produce un campo magnético que determina el par transmitido del rotor de entrada al rotor de salida. El controlador proporciona regulación de velocidad en lazo cerrado variando la corriente del embrague, permitiendo que este transmita únicamente el par suficiente para operar a la velocidad deseada. La retroalimentación de velocidad se proporciona normalmente mediante un tacómetro de CA integrado.

Los accionamientos de corrientes parásitas son sistemas controlados por deslizamiento, cuya energía de deslizamiento se disipa necesariamente en forma de calor. Por lo tanto, estos accionamientos suelen ser menos eficientes que los basados ​​en la conversión CA/CC-CA . El motor desarrolla el par requerido por la carga y funciona a velocidad máxima. El eje de salida transmite el mismo par a la carga, pero gira a menor velocidad. Dado que la potencia es proporcional al par multiplicado por la velocidad, la potencia de entrada es proporcional a la velocidad del motor multiplicada por el par de funcionamiento, mientras que la potencia de salida es la velocidad de salida multiplicada por el par de funcionamiento. La diferencia entre la velocidad del motor y la velocidad de salida se denomina velocidad de deslizamiento . La potencia proporcional a la velocidad de deslizamiento multiplicada por el par de funcionamiento se disipa en forma de calor en el embrague. Si bien ha sido superado por el variador de frecuencia en la mayoría de las aplicaciones de velocidad variable, el embrague de corrientes parásitas todavía se utiliza a menudo para acoplar motores a cargas de alta inercia que se paran y arrancan con frecuencia, como prensas de estampado, cintas transportadoras, maquinaria de elevación y algunas máquinas herramienta de mayor tamaño, lo que permite un arranque gradual, con menos mantenimiento que un embrague mecánico o una transmisión hidráulica.

Los variadores de frecuencia son sistemas de control de velocidad para motores de corriente alterna .

Un accionamiento de motor de inducción de rotor bobinado (WRIM) con control de deslizamiento controla la velocidad variando el deslizamiento del motor mediante anillos colectores en el rotor, ya sea recuperando electrónicamente la potencia de deslizamiento que se realimenta al bus del estator o variando la resistencia de las resistencias externas en el circuito del rotor. Junto con los accionamientos de corrientes parásitas, los accionamientos WRIM basados ​​en resistencias han perdido popularidad debido a su menor eficiencia en comparación con los accionamientos WRIM basados ​​en CA/CC-CA y a que solo se utilizan en situaciones especiales.

Los sistemas de recuperación de energía de deslizamiento devuelven energía al bus del estator del motor de inducción de resistencia (WRIM), convirtiendo la energía de deslizamiento y realimentándola a la alimentación del estator. De otro modo, dicha energía recuperada se desperdiciaría en forma de calor en los accionamientos WRIM basados ​​en resistencia. Los accionamientos de velocidad variable con recuperación de energía de deslizamiento se utilizan en aplicaciones como grandes bombas y ventiladores, turbinas eólicas, sistemas de propulsión naval, grandes bombas y generadores hidráulicos y volantes de inercia para almacenamiento de energía en centrales eléctricas. Los primeros sistemas de recuperación de energía de deslizamiento que utilizaban componentes electromecánicos para la conversión CA/CC-CA (es decir, que consistían en rectificador, motor de CC y generador de CA) se denominan accionamientos Kramer , mientras que los sistemas más recientes que utilizan variadores de frecuencia (VFD) se denominan accionamientos Kramer estáticos .

En general, un variador de frecuencia (VFD) en su configuración más básica controla la velocidad de un motor de inducción o síncrono ajustando la frecuencia de la energía suministrada al motor.

Al cambiar la frecuencia del variador de frecuencia en aplicaciones estándar de par variable de bajo rendimiento mediante el control de voltios por hercio (V/Hz) , la relación tensión-frecuencia del motor de CA se puede mantener constante y su potencia se puede variar entre las frecuencias de funcionamiento mínima y máxima hasta una frecuencia base. El funcionamiento a tensión constante por encima de la frecuencia base, y por lo tanto con una relación V/Hz reducida, proporciona un par reducido y una capacidad de potencia constante.

Los variadores de frecuencia regenerativos son un tipo de variador de frecuencia que tiene la capacidad de recuperar la energía de frenado de una carga que se mueve a una velocidad superior a la del motor (una carga de sobrecarga) y devolverla al sistema eléctrico.