REOVIB ELEKTRONIK AG. HighTech aus Deutschland. Balance de energía de un controlador de ángulo de fase y un controlador de frecuencia

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1 REOVIB Balance de energía de un controlador de ángulo de fase y un controlador de frecuencia ELEKTRONIK AG HighTech aus Deutschland HighTech aus Deutschland

2 Quien abandona en le intento de ser mejor deja de ser bueno.

3 Comparación del balance de energía de un controlador de ángulo de fase y un controlador de frecuencia. Básico La potencia eléctrica en el circuito CC se calcula desde el producto de Corriente I y el Voltaje U: Potencia P = U I Esta definición también es válida para un circuito CA pero sólo instantáneamente, coincidiendo valores de Corriente i y Voltaje v. Potencia Instantánea p = u i Para una carga puramente resistiva los ángulos de fase de corriente sinusoidal y ondas de voltaje son los mismos. La multiplicación de todas las corrientes instantáneas y valores de voltaje siempre dan un valor de potencia positivo y la potencia real se entrega a la carga. p cos = u i En este caso la fórmula también vale P = U I No obstante, si la carga tiene algún componente inductivo o capacitivo entonces hay un despalzamiento de fase entre el voltaje y la corriente. En algunos ángulos de fase la multiplicación de los valores P = u i del momento también da potencia negativa. Parte de la curva de potencia es negativa a lo largo del axes del tiempo u p cos < i 360 P Real power Phi=80 1

4 Cuando hay una diferencia de fase entre voltaje y corriente, la potencia real es menor que cuando las fases se corresponden y esto es independiente de si la diferencia de fase es conductora (capacitiva) o aislante (inductiva). En extremo, para una carga puramente capacitiva (la corriente va por delante del voltaje por 90º), o una carga puramente inductiva (la corriente va por detrás del voltaje por 90º) las medias ondas negativa y positiva son iguales en tamaño y por esto no se dibuja ninguna potencia por la carga. u p cos < i 360 P Real power Wirkleistung Phi=80 Sistemas de alimentación vibratoria Las inversors electromagnéticas para alimentadores vibratorios tienen una inductancia casi ideal. La curva de corriente aisla por casi 90º detrás de la curva de voltaje. En la franja de 0 a casi 90 el campo magnético se produce por la bobina y la energía eléctrica se convierte en energía magnética. Durante el colapso del campo entre 90 y 180 la corriente y el voltaje tienen polaridades opuestas. La energía magnética almacenada vuelve a convertirse en energía eléctrica que fluye de vuelta a la fuente de potencia. Este evento cíclico no permite una transferencia de energía, va y vuelve entre la fuente de voltaje y la bobina magnética. La potencia requerida para mantener el campo magnético se refiere a la potencia QL reactiva, inductiva. Un medidor real RMS no mostrará esta potencia reactiva; en realidad las siempre presentes pérdidas de calor saldrán indicadas. Un alimentador vibratorio impulsado electromagnéticamente también es una carga que consume su energía casi por completo como potencia reactiva. 2

5 Un alimentador vibratorio operando con un controlador de ángulo de fase. I w + I b control I w + I b kwh A A G ~ V P + Q Q Magnet reactive power El alimentador vibratorio y el controlador de ángulo de fase están conectados a la fuente de potencia a través de un cable de red y esto puede utilizarse para determinar la corriente reactiva requerida colocando un medidor en el circuito. La corriente del cable de red y del cable del electroimán son la misma. La potencia reactiva va y vuelve entre el imán y la fuente de energía. La medición de la entrada de potencia a través del cable muestra la potencia real. El factor de potencia es peor a mayor desfase. Un alimentador vibratorio operando con un controlador de frecuencia I w kwh A G ~ V P AC ~ DC P + Q I w + I b A Magnet Q reactive power Cuando se usa un convertidor de frecuencia para controlar un alimentador vibratorio; la potencia al sistema magnético se suministra a través de un rectificador de entrada y una unión de CC. En este caso la potencia reactiva va y vuelve entre la bobina magnética y la unión de CC y así sólo se toma de la red de suministro la energía realmente requerida para el funcionamiento mecánico y pérdidas de calor. La corriente requerida para la potencia real se mide en el cable de entrada, mientras que la corriente requerida para la potencia reactiva se mide en el circuito magnético. Un medidor de potencia en el cable de red indica la potencia real. El factor de potencia es mejor que el del controlador de ángulo de fase. 3

6 Coste de energía El cálculo de los costes de energía se basa en la potencia real mesurada multiplicada por el tiempo. W = P t [Wh] El medidor de kilowatt-hora mide la potencia real y descuenta la potencia reactiva y esto tiene que ser compensado haciendo las mediciones adecuadas. Sumario - Los alimentadores vibratorios producen energía reactiva - En combinación con controladores tiristores la potencia reactiva va y vuelve entre el imán y las fuentes de energía - En combinación con los controladores de frecuencia la potencia reactiva va y vuelve entre el imán y los capacitores internos de la unidad. Ventajas de los convertidor de frecuencia - Los cables del controlador pueden ser diseñados para 1/3 de la corriente - No es necesaria la compensación con capacitores. - Corriente sinusoidal para el imán - Independiente de la frecuencia lineal - Funcionamiento en frecuencia de resonancia bajo diferentes condiciones de carga usando un acelerómetro 4

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