NUEVAS TENDENCIAS EN CONTROL ELECTRÓNICO DE MOTORES TRIFÁSICOS EN EL CAMPO DE LOS ASCENSORES.

Los ascensores mas antiguos que podemos aún encontrar en edificios, están controlados por cuadros de maniobra a base de relés y contactores.

Después de una maniobra mas o menos compleja, el gobierno del motor se hace a través de dos contactores formando un circuíto inversor de corriente. Un contactor alimenta el ascensor para que suba y otro para que baje, invirtiendo dos de las tres fases de corriente.

Cuando el ascensor se ha de mover, un electrofreno es alimentado a través de unos contactos auxiliares de los contactores, conectados en paralelo, implementando una sencilla función lógica OR.

Mas reciente es el sistema de motores de inducción asíncronos de doble bobinado. El motor lleva un doble bobinado en el estator. Hay dos contactores mas aparte de los dos que forman el sistema inversor. Uno de ellos alimenta un bobinado de mas polos que el otro, de modo que el ascensor funciona a velocidad de contrato (velocidad nominal) hasta que la cabina llega cerca de su destino.

En ese momento, el sistema conmuta la alimentación al segundo bobinado que, al ser de mas polos magnéticos, hace que el ascensor reduzca su velocidad a un valor de velocidad de nivelación.

Cuando finalmente, el ascensor llega al nivel de la planta, el motor y el electrofreno se desactivan y la cabina para con mayor precisión y confort de viaje para el pasajero, que el sistema anterior. 

El siguiente paso fué el sistema de control de tensión variable usando el método Ward-Leonard es ascensores de alta gama. La velocidad de la cabina se puede variar de forma continua y ya no de modo discreto (un o dos velocidades).Se usó poco en edificios residenciales por el coste muy alto del sistema electromecánico.

Una nueva generación de ascensores de velocidad variable se basa en el control de motores usando variadores de frecuencia y tensión (control VF).

Es sistema ha evolucionado desde los inversores a base de SCRs hacia el uso de los GTO que permiten diseñar sistemas mas rápidos por la posibilidad de provocar el corte del dispositivo a base de excitación de puerta en vez de tener que disminuir la intensidad objeto del control.

Hoy en día se usan inversores a base de IGBT (transistores bipolares de puerta aislada), que trabajan adecuadamente en conmutaciones de alta potencia con frecuencias de conmutación de 20KHz o mas. 

A nivel comercial, algunas empresas usan variadores comerciales de marcas como Siemens, Vacon o Fuji y otras, sistemas de diseño propio pensados especialmente para ascensores, que cuentan con recursos y modos de trabajo específicos para estos; consiguiendo unos niveles de comfort de viaje en arrancadas y paradas de cabina dificilmente logrables con variadores genéricos.

Por ejemplo, algunos variadores cuentan con un control vectorial en lazo cerrado que reciben datos de un encoder de posición, situado en el eje del motor principal, de una célula de carga situada bajo la cabina y del consumo de dos de las tres fases del motor.

A partir del procesamiento de todos esos dato, el variador ajusta la curva de tensión-frecuencia para adaptarse a la carga que transporta, al desequilibrio en el peso de los cables de tracción (hacia cabina y contrapeso), etc.

Se consiguen así, no solo unos niveles altos de confort para el pasajero. También se optimiza tremendamente el consumo de los motores (sobre todo en los momentos de aceleración y en velocidad nominal cuando existe desequilibrio entre cabina y contrapeso con el ascensor totalmente vacío o totalmente lleno).

 

El consumo en los ascensores es muy importante por razones comerciales. Lo ecológico vende y eso lo saben muy bien las principales compañías del sector que se afanan, día a día, en demostrar que son los mejores en cuanto al ahorro y el respeto al medio ambiente.

La tendencia mas actual está en el empleo de máquinas de tracción directa, sin engranajes, motores síncronos de imán permanente, sustitución de los cables de tracción, tradicionalmente de acero, por cintas de acero recubierto de poliuretano y, sobre todo, el empleo de la electrónica de control al máximo nivel.

 

Ultimas tendencias::

Cuando un ascensor sube vacío o baja muy lleno, se mueve por desequilibrio. El peso de la cabina o del contrapeso mueven al motor, que deja de ser tal para convertirse en un generador de corriente.

Se suelen usar unas resistencias de carga de gran potencia para absorber esa energía. El sistema electrónico de control decide cuando ha de conectar esa carga que frenará el sistema sin necesidad de aporte de potencia desde la red.

La energía generada por el motor a partir de la energía potencial del sistema mecánico es disipada en forma de calor.

Sería muy interesante aprovechar esa energía eléctrica para volverla a usar, ya sea revertiendo de nuevo en energía potencial al ascensor o cediéndola al edificio para otros usos.

Eso es lo que presenta la compañía Otis con sus controles VF regenerativos ReGen.

Cuando el motor genera energía, esta se convierte de nuevo en alterna a partir de inversores, se sincroniza con la tensión de la red y se inyecta en el sistema eléctrico del edificio para ser

usado en las zonas comunes.

http://www.otis.com/site/es-esl/Pages/ReGenDrive.aspx

Aquí se puede ver la información comercial de la compañía sobre el sistema RegenDrive.

El video es muy ilustrativo.

 

Otro sistema es el Switch.

https://www.youtube.com/watch?v=IkbgXxVjyEc

El variador de frecuencia se alimenta a partir de unas baterías. Cuando el motor produce energía, esta se emplea en cargarlas, usando el consumo de carga como freno.

El aporte de la red se limita a tener siempre cargadas las baterías, con un consumo máximo de 500W y 220V monofásico, proporcionando grandes ahorros por bajo consumo y por reducción drástica de la potencia contratada.

 

La tendencia del futuro a corto o medio plazo pasa por la innovación en el campo de la electrónica de potencia y control.

La tecnología electromecánica ha alcanzado ya un gran nivel de madurez y existe una gran inercia a nuevas aportaciones que, además, suelen llevar aparejado un coste económico muy alto.

En cambio, la electrónica es un sector mas dinámico, menos inerte en cuanto a la innovación y con posibilidad de mejorar los productos enormemente reduciendo, incluso, el coste de desarrollo y producción del sistema final en la misma innovación que aumenta las prestaciones del producto.

Con electrónica resulta muchísimo mas barato conseguir mas comfort de viaje , menos ruido (empleo de dispositivos de estado sólido para funciones que antes hacían relés), mas prestaciones, menos consumo, mas imagen para el usuario, etc.

Eliezer Acuña

 

 

 

Anuncios
Esta entrada fue publicada en Sin categoría. Guarda el enlace permanente.

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s