Las diferencias Entre los Accionamientos de CA y CC

¿Cuáles son las diferencias electrónicas entre un accionamiento de motor de CA y CC?

Variadores de CC:

En general, un variador de CC convierte una Corriente Alterna (CA) en Corriente Continua (CC) para hacer funcionar un motor de CC. La mayoría de las unidades de CC utilizan un par de tiristores (también conocidos como SCR) para crear un medio ciclo de salida de CC a partir de una entrada de CA monofásica (conocido como método de medio puente). Los más avanzados usan 6 SCR para generar una salida de CC a partir de una entrada de CA de 3 fases (conocida como puente completo). Así que en el método de puente completo tenemos dos SCRs para cualquier fase de entrada.

Un SCR es como un interruptor de “una dirección” que es controlado por la entrada de puerta. Al aplicar baja tensión a las puertas, el SCR se enciende. Aplicando el voltaje a la compuerta en un ángulo diferente de la fase de entrada, la corriente de salida varía y, por lo tanto, el accionamiento puede controlar la velocidad del motor. Para verificar la velocidad del motor y compensarla si es necesario, la mayoría de los accionamientos de CC requieren que el motor tenga un tacómetro como retroalimentación. Un tacómetro o “tacómetro” es básicamente un pequeño motor de corriente continua de imán permanente acoplado al eje del motor principal. Una mayor velocidad del motor genera más voltaje en el tacómetro y la unidad hace referencia a este voltaje para asegurarse de que el motor funcione a la velocidad correcta según la configuración del usuario. Los motores de CC más pequeños tienen un campo de imán permanente, mientras que los motores de CC más grandes tienen una bobina separada dentro del motor, conocida como campo, que elimina la necesidad de un imán permanente (que es costoso de construir) en el motor. Las unidades de CC con salida de campo generalmente tienen un circuito separado más pequeño para alimentar la bobina de campo.

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Unidades de CA:

En el lado de entrada, un accionamiento de CA se asemeja a un accionamiento de CC en el que una entrada de Corriente alterna (CA) se regula a CC mediante SCRs o un simple rectificador de puente. Esta salida de CC sería de medio ciclo de acuerdo con la frecuencia de fase de entrada de CA, por lo que los variadores de CA usan un banco de condensadores para estabilizar y suavizar este voltaje de CC. Luego, en la sección de salida del accionamiento, por medio de 6 transistores de salida o módulos IGBT, se suministra energía al motor. En pocas palabras, la unidad convierte la corriente de entrada de CA en CC y vuelve a convertir esta CC en CA para alimentar el motor.

Sé lo que puede estar preguntando; ¿por qué la unidad convierte la corriente dos veces? La respuesta es que la entrada de CA es de 50 o 60 ciclos hertz. Cuando la unidad convierte de nuevo la tensión de CC producida en CA, utiliza una frecuencia portadora de al menos 2 KHZ a 100 KHZ en unidades más sofisticadas. Por lo tanto, la corriente de salida se puede elevar fácilmente decenas o cientos de veces sin quemar la bobina del motor. Esta función también permite que el motor de CA cambie rápidamente las velocidades sin ningún problema. Los accionamientos de CA a menudo tienen varios tipos de retroalimentaciones, desde codificadores incrementales simples de 2 líneas hasta resolutores o codificadores absolutos con una resolución muy alta que ayuda al accionamiento a calcular la velocidad y el ángulo del eje del motor de forma precisa y muy precisa. En algunas unidades de potencia más grandes, hay un tercer circuito llamado regeneración. Cuando el motor pasa de una velocidad muy alta a una velocidad más baja (o incluso cero) en poco tiempo, este circuito convierte la inercia del motor y la carga en energía de CA y la transfiere de nuevo a las líneas de entrada. Esto ahorra energía y se traduce en una mejor eficiencia energética.

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Comparación:

Aunque los accionamientos de CC son famosos por proporcionar un alto par de arranque, tener circuitos simples y son buenos para aplicaciones con velocidad constante, también se cree que tienen más problemas, especialmente debido a la necesidad de conmutadores y conjuntos de escobillas en los motores de CC (que requieren mucho mantenimiento, pueden desgastarse con el tiempo y a menudo tienen problemas mecánicos). Por otro lado, los accionamientos de CA son más energéticamente suficientes y pueden manejar mejor los cambios de velocidad rápidos debido al funcionamiento de los motores de inducción. A menudo tienen cientos de parámetros programables diferentes para protecciones a prueba de fallos. A pesar de que esto hace que la unidad de CA sea más complicada en muchos aspectos, los avances en el software de programación proporcionado por los fabricantes de unidades los hacen más fáciles de instalar y usar que nunca.

Aunque en el pasado las unidades de CC se utilizaban a menudo debido a su simplicidad, la mayoría de los fabricantes de máquinas ahora prefieren usar unidades de CA (especialmente para aplicaciones servo). La complejidad de un accionamiento de CA se ha simplificado con el tiempo y tiene muchas ventajas. Desde la capacidad de control en una red, la facilidad de monitoreo y la transferencia simple de todos los datos y parámetros a una nueva unidad en caso de que necesite reemplazar una unidad.

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TL: DR: Unidades de CA frente a unidades de CC, las unidades de CC son famosas por proporcionar un alto par de arranque y son buenas para aplicaciones con velocidad constante. Mientras que los accionamientos de CA son más energéticamente suficientes y pueden manejar mejor los cambios de velocidad rápidos debido al funcionamiento de los motores de inducción.

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