ciclo convertidores ieee re charla

ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN

MARCOS Facultad de Ingeniería Electrónica y Eléctrica

Expositor: Ing. Luis Alberto Rojas Tristán

Lima, 29 de Mayo del 2015

Ciclo-convertidores para el

control de velocidad en

Molinos de gran potencia

CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN

1.1. Minería en el Perú

1.2. Proceso productivo del cobre

2. PROCESO DE MOLIENDA

2.1. Diagrama de flujo

2.2. Molino SAG

2.3. Otros molinos (GMDs)

2.4. Arquitectura del GMD

2.5. Eficiencia del GMD

2.6. Construcción del GMD

3. CICLO-CONVERTIDORES

3.1. Ciclo-convertidor 1ø-1ø

3.2. Tipos de ciclo-convertidores 3ø



3.5. Convertidor de excitación

3.6. E-house

CONTENIDO 4. CONTROL DEL CICLO-CONVERTIDOR

4.1. Variación de velocidad en motores síncronos

4.2. Rango de operación del motor

4.3. Control vectorial

4.4. Diagrama de control

4.5. Arquitectura de control

5. ARMÓNICOS Y FILTROS

5.1. Armónicos presentes

5.2. Filtros

5.3. Flujo de armónicos en redes

6. CONCLUSIONES

6.1. Ventajas del GMD alimentado por ciclo-convertidor

1. INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN

1.1. MINERÍA EN EL PERÚ:

Fuente: BCRP

1. INTRODUCCIÓN


Fuente: MEM

1. INTRODUCCIÓN


1. INTRODUCCIÓN


Fuente: MEM

1. INTRODUCCIÓN


Fuente: BCRP, MEM

1. INTRODUCCIÓN

1.1. MINERÍA EN EL PERÚ: (2014)

Fuente: BCRP, MEM

1. INTRODUCCIÓN


Fuente: BCRP, MEM

1. INTRODUCCIÓN

1.2. PROCESO PRODUCTIVO DEL COBRE:


2.1. DIAGRAMA DE FLUJO:

2.2. MOLINO SAG:


Molino SAG (motor síncrono, hasta 12.6m Ø, 28MW, 10RPM)

2.2. MOLINO SAG:


GMD (Gearless Mill Drive)

2.2. MOLINO SAG:


f : Frecuencia (Hz)

P : Nro. de pares de polos

Ns : Velocidad sincrónica (RPM)

f = 5.538 Hz

P = 36 pares de polos

Ns = 60xf = 60x5.538

P 36

Ns = 9.23 RPM

2.3. OTROS MOLINOS (GMDs):


Molino SAG Molino de barras Molino de bolas

2.4. ARQUITECTURA DEL GMD:


Fuente: ABB

2.5. EFICIENCIA DEL GMD:


2.6. CONSTRUCCIÓN DEL GMD: ROTOR


Fuente: ABB

2.6. CONSTRUCCIÓN DEL GMD: ESTATOR


Fuente: ABB


Fuente: ABB

3.1. CICLO-CONVERTIDOR 1Ø-1Ø:


3.2. TIPOS DE CICLO-CONVERTIDORES 3Ø:



3.3. CICLO-CONVERTIDOR 3Ø-1Ø: 6 PULSOS



REDUCCIÓN DEL VOLTAJE RMS



CONTROL DE LA FRECUENCIA DE SALIDA



ÁNGULO DE RETARDO DE DISPARO NO CONSTANTE



ÁNGULO DE RETARDO DE DISPARO NO CONSTANTE

Frecuencia de Salida = [0.3 ~ 6.0] Hz.



Fuente: ABB


La tensión de salida para el ciclo-convertidor de 12 pulsos es la más cercano a

lo deseado.




MOTORES SÍNCRONOS CON DOBLE DEVANADO ESTATÓRICO



Fuente: SIEMENS

3.5. CONVERTIDOR DE EXCITACIÓN:

Fuente: ABB


Fuente: ABB


3.5. CONVERTIDOR DE EXCITACIÓN:

RECTIFICADOR CONTROLADO 3Ø

Fuente: ABB

3.6. E-HOUSE:


4. CONTROL DEL CICLO-

CONVERTIDOR

4. CONTROL DEL CICLO-CONVERTIDOR

4.1. VARIACIÓN DE VELOCIDAD EN MOTORES SÍNCRONOS:


4.2. RANGO DE OPERACIÓN DEL MOTOR:


4.3. CONTROL VECTORIAL:

En los motores síncronos la velocidad de giro viene directamente

determinada por la frecuencia eléctrica del estator (alimentación) y su número

de polos. Por lo tanto, hasta hace poco, la única forma de controlar su velocidad

era modificando el valor del voltaje y la frecuencia de alimentación trifásica con

métodos analógicos (Control ESCALAR).

El control Vectorial es la herramienta que permite controlar de forma óptima

los parámetros del motor al no considerar únicamente su funcionamiento

estático ante las corrientes trifásicas. Fundamentándose en un modelo preciso

del motor se considera de forma independiente la actuación sobre sus tres fases

y expresa y maneja de forma compacta el resto de las variables de fases

gracias a la teoría que se basa en la simplificación del modelo de fases del

motor, mediante la aplicación de las transformadas de Clarke y de Park.

De esta forma un sistema de corrientes balanceadas aplicadas al motor

quedarían transformadas en dos componentes de corrientes constantes en el

marco de referencia giratorio d-q.

Al aplicar estas transformaciones al modelo electromagnético del motor, se

obtiene su flujo magnético y par electromagnético, proporcionales a las

corrientes del motor Isd e Isq respectivamente en el marco giratorio, por lo que

controlando estas variables se controla el par del motor con gran calidad

dinámica.


4.3. CONTROL VECTORIAL:

i

i

i

.

cos

-sen( - 2 / 3) -sen( - 4 / 3)

1

2

1

2

1

2

i

i

i

D

Q

o

a

b

c

2

3

2 3 4 3

cos( / ) cos( / )

sen .


4.4. DIAGRAMA DE CONTROL:

Fuente: ABB


4.5. ARQUITECTURA DE CONTROL:

Fuente: ABB


5.1. ARMÓNICOS PRESENTES:

fi: frecuencia de la red

fo: frecuencia de la salida


5.1. ARMÓNICOS PRESENTES:

• Armónicos de orden decimal.

• Armónicos dependen de la velocidad de rotación del molino.

• Amplitudes de las armónicos son de corrientes considerables.


5.2. FILTROS:

• Debido a la gran potencia que se maneja se deben ocupar filtros pasivos.

• Filtros sintonizados para la 11°y 13°armónico.

• Un filtro pasa altos para atenuar otras frecuencias.

Banco de filtros para rectificador de 12 pulsos


5.2. FILTROS:

Filtro para ciclo-convertidor de 12 pulsos de un GMD de 15,000 HP


5.3. FLUJO DE ARMÓNICOS EN REDES:

6. CONCLUSIONES

6. CONCLUSIONES

6.1. VENTAJAS DEL GMD ALIMENTADO POR CICLO-CONVERTIDOR:

• Aceleración y desaceleración suaves y controladas.

• Detención suave y controlada, sin oscilación.

• Menos costos por mantención.

• Operación a velocidades menores o superiores a la velocidad nominal.

• No existe golpe de corriente en la partida.

• Protección de carga congelada.

• Utilización de filtros pasivos para obtener un buen factor de potencia.

• Posibilidad de control de armónicas de corriente para cumplir normativa

local.

• Funcionamiento en cuatro cuadrantes.

• Mejora de calidad y eficiencia de proceso de molienda.

TEXTOS:

“Máquinas eléctricas”, 4ª Ed. (Stephen J. Chapman / Mc Graw Hill)

“Electrónica Industrial Moderna”, 5ª Ed. (Maloney, Timothy J. / Prentice-Hall)

“Electrónica de Potencia”, 3ª Ed. (Rashid, Muhammad H. / Prentice-Hall)

“Accionamientos Gearless para Molinos de Alta Potencia”, 1ª Ed.

(Jorge Pontt O. / José Rodríguez P. / Germán Sepúlveda V. / LOM Ediciones Ltda.)

WEBS:

http://www.ccpot.galeon.com

http://www.unicrom.com/

http://www.redeya.com/electronica/semiconductores.html

http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/dc-ac/

http://www.dte.uvigo.es/recursos/potencia/dc-ac/tiristor.htm

FUENTES DE INFORMACIÓN:

MUCHAS

GRACIAS

Expositor: Ing. Luis Alberto Rojas Tristán

[email protected] / [email protected]

Lima, 29 de Mayo del 2015

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