motores de c.c. estudio: motor de c.c. principios de funcionamiento. etapas de potencia para el...
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MOTORES DE C.C.
• ESTUDIO:
MOTOR DE C.C. PRINCIPIOS DE FUNCIONAMIENTO.
ETAPAS DE POTENCIA PARA EL CONTROL.
RECTIFICACION CONTROLADA. CIRCUITOS TROCEADORES (CHOPPERS).
CONTROL CON MICROCONTROLADOR.
EJEMPLO DE APLICACIÓN .
MOTORES DE C.C.
Motor de excitación Independiente:
Motor de excitación Independiente: Ecuaciones
i k = e fva
i k = i i k = T ataftm )m N ( T + B + dt
dJ = T W
dtdi
L + i R=vf
ffffe + dtdi L + iR = v a
aaaaa
I R + I k = I R+E = V aafvaaaa
T + B = I I k = T waft
i i k = i e = T = P afvaa
MOTORES DE C.C.
Motor de excitación Independiente:Curvas de Funcionamiento.
MOTORES DE C.C.
Etapas de Potencia para el Control: Rectificación.
RED DE SUMINISTRO CONVERTIDOR
ADAPTACIÓN DE SEÑAL
SINCRONISMO CON LARED
CIRCUITO DE DISPARO
VARIACIÓN DELÁNGULO DE DISPARO
CARGA
SEÑAL DEERROR
MOTORES DE C.C.
Etapas de Potencia para el Control: CHOPPERS
Clasificación :
• Un cuadrante.
• Dos cuadrantes.
• Cuatro Cuadrantes.
Objetivo: Controlar la tensión aplicada al motor c.c. mediante el troceo (on/off) de la tensión (Vbat).
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Un cuadrante.
VbatδVa (AV) T
ton
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Un cuadrante.
Conducción Continua
Conducción Discontinua
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Un cuadrante. Ecuaciones.
aT
T
R
E
ee
1
1
R
VI
a
batmin
aT
T
R
E
ee
1
1
R
VI
a
batmax
batbatbatAVa VTVT
dtVT
V
0
)(11
minmax
0
21)( II2
111
T T
T
AVa dtiT
dtiT
I
Modo Conducción Continua:
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Dos cuadrantes.
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Dos cuadrantes.
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Cuatro cuadrantes.
Los semiconductores implicados en cada uno de los cuadrantes de trabajo son:
Cuadrante 1º: S1 S4 y D2.Cuadrante 2º: S2, D1 y D4.Cuadrantes 1º y 2º: S1, S2, S4, D1, D2 y D4.Cuadrante 3º: S2, S3 y D4Cuadrante 4º: S4, D2 y D3Cuadrantes 3º y 4º: S2, S3, S4, D2, D3 y D4.
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Cuatro cuadrantes.
Va (AV) = ·Vbat + (( 1)·( Vbat)) = Vbat·(2 1)
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Selección Semiconductores de Potencia.
Transistores:
Vmax Vbat
Imax Iamax
Pmax Pconducción + Pconmutación
Diodos:
VRWM Vbat
IF(AV)max (Vbat/4Ra)(1- Ea/Vbat)2
Pmax VF IF(AV)max
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Circuitos de Adaptación al Disparo (Discretos).
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Circuitos de Adaptación al Disparo (C.I.).
Driver IR2110.
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Circuitos de Adaptación al Disparo. (C.I.)
MOTORES DE C.C.
CHOPPERS: Circuito de Regeneracion (Frenado).
MOTORES DE C.C.
Control con C: Circuitos de Realimentación.
Ur=f(kw,w) w)
REALIMENTACIÓN
M T CONTROLCONSIGNA
U
Ur
w
Kw
w
V
I
REALIMENTACIÓN
M CONTROLCONSIGNA
Uc
Ur
Ur = f ( E )
Ia.Ra
Va
MOTORES DE C.C.
Control con C : Circuitos de Realimentación.
Imedia
Iinstantanea
MOTORES DE C.C.
Control con C : Circuitos de Realimentación.
Medida de Velocidad.
MOTORES DE C.C.
Control con C : F.D.T. del Sistema.
REGULADOR P.I.D.
ACCIONADOR Ka
MOTOR
REALIMENTACIÓN Kr
REF
+-
)()()( sTkkBsJsLR
sLRsV
kkBsJsLR
ks WL
ETaa
aaa
ETaa
Tm
MOTORES DE C.C.
F.D.T. Motor
Aplicación con C : Control de Velocidad.
MOTORES DE C.C.
Datos:
• Características del Motor R3L de imanes permanentes:
P=600W, max=3000rpm , IN=4.3A
Va=170V, Ra=3, La=18mH.
• Vbat = 170v.
• Características Dinámicas :
• Error de Posición nulo.
• Sobreoscilación máxima 10%.
• Tiempo de posicionamiento al 98% en 2 segundos.
Aplicación con C : Control de Velocidad.
MOTORES DE C.C.
Obtención de la Ecuación en Diferencias:
• Con los datos de los parámetros del motor (B, J, KE, KT)
se obtiene la F.D.T. del sistema y con ello la ecuación en
diferencias del regulador discreto P.I.D. con un periodo de muestreo de 0.01s.
u(k) = - 1.1951 e(k-1) + 2.7163 e(k-2) +
+ 0.9122 u(k-1) + 0.0878 u(k-2)
Aplicación con C : Diseño del Sistema.
BATERIAS CHOPPERSISTEMA DE
REGENERACIÓNMOTOR
CHOPPER DE CUATROCUADRANTES
MOTOR DECONTINUA TIPO
R3LDE IMANES
PERMANENTES
ADAPTACIÓN SEÑALVELOCIDAD
ADAPTACIÓN SEÑALCORRIENTE
MICROCONTROLADOR80537
MOTORES DE C.C.
Aplicación con C : Flujogramas.
MOTORES DE C.C.
SI
NO
Fin
Fin Programa
Configurar CCU eInterrupciones.
InicializarVariables y
Temporizadores
Inicio
RETI
Retardo Software
Desactivar Etapa Potencia (SD)
Int. SobreIntensidad
Aplicación con C : Flujogramas.
MOTORES DE C.C.
ActualizarVariables Control
CalculoAlgoritmo
U(k)
e(k) >= 0 ?Guardar Signo (Sk)y Complementar a
dos
SI
NO
RETI
e(k)= Vref - Vrealimentación
Leer Convertidor A/D-0
Int. Muestreo
Aplicación con C : Flujogramas.
MOTORES DE C.C.
Cargar Valor deComparacion
Variable de control(ciclo de trabajo)
Complementar PinSalida
PrimeraComparacion ?
Cargar valorComparacion
FFFFh
SI
NO
RETI
Int. Comparacion-1 CCU
Cargar Valor deComparacion
Variable de control + 1(ciclo de trabajo)
Complementar PinSalida
PrimeraComparacion ?
Cargar valorComparacion
FFFEh
SI
NO
RETI
Int. Comparacion-1 CCU
Aplicación con C : Flujogramas.
MOTORES DE C.C.
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