Diseño de un variador de velocidad por el método de PWM para un motor AC con amplificadores operacionales.

       INTRODUCCIÓN

Diferentes tipos de maquinaria o dispositivos que se utilizan comúnmente tanto en la industria como en los hogares, tienen motores de corriente alterna que operan a una velocidad constante, que depende de la diferencia de potencial que se le esté aplicando y de las características del motor, en algunos casos se hace necesario manipular o regular la velocidad de giro del rotor del motor, esto se puede lograr mediante un sistema de control llamado variador de velocidad..

Los controladores de velocidad o variadores son comúnmente utilizados en muchas aplicaciones normalmente en sistemas de control de temperaturas por medio de ventiladores, que de acuerdo a una temperatura que es la entrada del sistema (Ponce, J. M. J., Alcalá, I. I. S., Ramírez, R. A. A., Chávez, L. M., & Sánchez, A. L. G.) el ventilador gira a una velocidad determinada para mantener el ambiente controlado, también son utilizados en la industria para manejar la velocidad en bandas trasportadoras, en herramientas, elevadores de carga etc.

Por otro lado para mejorar la eficiencia de producción en el sector agroindustrial de la caña de azúcar se hace necesario en el proceso de extracción de los jugos alternar las velocidades de los motores eléctricos de los molinos, estos motores pueden girar a velocidades menores (1800, 1200 o 900 rpm)( Rosero, E., & Ramirez, J. 2009) por lo que se hace necesario implementar un sistema de control de la velocidad para aprovechar las características del motor.

 Existen diferentes métodos para el control de velocidad de un motor de inducción, siendo el control por frecuencia el más utilizado ya que presenta las características ideales para el buen desempeño del motor, por lo que se convierte en el método más popular a nivel industrial (Gamboa Benítez, S. D. P., & Quelal Analuisa, P. A. 2004) un motor de inducción puede variar en forma proporcional al cambio de la frecuencia del voltaje aplicado al motor, por esto utilizar un inversor de frecuencia permitirá el control de velocidad del motor.

 El diseño y la construcción del prototipo se dividió en cinco etapas, con el fin de acotar posibles fallas en el resultado final. Se utilizó un amplificador operacional TL084 (Instruments, T.1999) debido a que el TL084 dentro de su encapsulado tiene cuatro amplificadores operacionales como se muestra en la figura 1, además dentro de sus características se puede encontrar un bajo consumo de potencia, baja distorsión armónica, corrientes de polarización y de offset muy bajas, entre otras. Para alimentación del circuito se utilizó una fuente bipolar ajustada a +15V y -15 V.

                                                                   

                                  Figura 1. Encapsulado interno del amplificador operacional TL084.

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