3 DATA ANALYSIS
3.3 Results
3.3.5 Web Based Course Tools’ Influence on Individual Work
Se realiza un estudio para determinar el costo de producción del dispositivo así como su factibilidad económica teniendo en cuenta sus potencialidades y aplicación práctica.
3.1 Comprobaciones y resultados alcanzados
Con el objetivo de lograr un menor tiempo de ejecución en las diferentes etapas del proyecto se realizó un diseño virtual, con el empleo del PROTEUS como herramienta de simulación, donde se montaron los diferentes bloques del dispositivo siendo posible de esta forma realizar un gran número de pruebas a partir de las cuales se verificaron las diferentes señales que se generan en el proceso de la modulación.
Comprobación del tiempo muerto
Anteriormente se explicó la necesidad de incluir el tiempo muerto en el proceso de conmutación de los semiconductores del inversor. En la fig. 3.1 se puede observar el tiempo muerto.
Fig. 3.1 Tiempo muerto simulado
Comprobación del patrón de encendido
Fue posible comprobar la forma y los tiempos de los diferentes patrones de encendido de una rama del inversor, tanto en 24 como en 12 vectores. Para una mejor comprensión solamente se muestran los patrones de una sola rama, teniendo en cuenta que las dos restantes son iguales pero con el desfasaje correspondiente.
En la figura 3.2 se puede observar la forma del patrón de encendido para 12 vectores y los tiempos correspondientes.
Fig. 3.2 Patrón de encendido para 12 vectores
Partiendo de este criterio se comprueba el patrón de encendido, para una frecuencia de 50 Hz, tanto en la simulación, fig. 3.3, como en el circuito real, fig. 3.4
Fig. 3.4 Patrón de encendido real, para frecuencia igual a 55 Hz
Por otra parte se comprobaron los diferentes patrones de encendido para las frecuencias que se encuentra en la zona a 24 vectores. A continuación se muestran, para una frecuencia de 20 Hz, el patrón obtenido en la simulación y el real.
Fig. 3.5 Patrón de encendido simulado, para frecuencia de 20 Hz
Fig. 3.6 Patrón de encendido real, para frecuencia de 22 Hz
Comprobación de los voltajes de línea y fase
Se comprueba primeramente que existe el correcto desfasaje (1200) entre cada una de las tres
fases del sistema. Continuando después con la comprobación de los voltajes de línea y fase para una carga conectada en estrella.
Fig. 3.8 Patrón de encendido real en 55 Hz, para dos fases
a) b)
Fig. 3.10 Voltaje de fase real en el circuito
a). Para frecuencia de 55 Hz b). Para frecuencia de 22 Hz
3.2 Análisis económico
El proyecto fue concebido con posibilidades de aumentar su potencia, con la realización de mínimos cambios y con vista a una posible fabricación en serie. Teniendo en cuenta esto se realiza un resumen del costo del dispositivo obtenido, a partir del recuento de los componentes utilizados en el mismo.
En la tabla 3.1 se puede ver un resumen de los principales costos, en CUC, del dispositivo
Tabla 3.1 Resumen de los costos de los componentes utilizados
Componente Cantidad Precio Total
Inversor CPV 364MF 1 41.20 41.20 Excitador IR2110 3 1.75 5.25 Amplificador ULN 2003 2 0.99 1.98 PIC 16F877 1 9.60 9.60 Teclado matricial 1 30.50 30.50 LCD WM-C2002M 1 4.17 4.17 Opto-acoplador MB 104/4 6 0.25 1.50 Opto-acoplador TLP 521-4 1 0.75 0.75 Operacional KA358 1 0.46 0.46 Transductor de I LA 55-P 1 33.88 33.88 Compuerta Lógica V4012D 1 0.55 0.55 Regulador 7805 1 1.75 1.75 Regulador 7815 1 1.75 1.75 Capacitor 300µF 400 V 1 43.23 43.23
Rectificador potencia onda completa 2 3.34 6.68
Circuito impreso 1 12.50 12.50
Transformador 220V/2X18 V 5VA 1 4.35 4.35
Otros componentes 1 30.00 30.00
Total $ 230.10
Teniendo en cuenta que para la implementación del dispositivo se necesitaron un total de 34H/H que representan un costo en mano de obras de 48.00 pesos, la ejecución total del proyecto tiene un costo de 230.10 CUC, en gastos de materiales y 48.00 pesos por el concepto de mano de obra.
Teniendo en cuenta que actualmente el costo de un equipo de características similares al propuesto, aunque con mayores prestaciones y potencialidades, está por encima de los 1000 CUC resulta una buena alternativa para dar solución a la demanda que existe en nuestro país.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1. Se realizó búsqueda y revisión bibliográfica sobre artículos y trabajos relacionados con el tema.
2. Se abordaron los aspectos teóricos específicos para lograr el diseño del circuito. 3. Se diseñó un dispositivo lo más simplificado posible pero que a su vez cumple con
los requerimientos generales en las diferentes aplicaciones de accionamiento eléctrico actualmente.
4. Implementación en el sistema una interfaz para la comunicación, consistente en LCD y teclado, lográndose una operación interactiva.
5. Se dota al circuito de mecanismos de protección ante diferentes fallas de sobre- corriente y variación del voltaje de línea.
Recomendaciones
Los resultados de investigación poseen una aplicación práctica y teórica de gran trascendencia para todos los especialistas, investigadores y diseñadores del control de velocidad de motores trifásicos asincrónicos, pudiéndose utilizar este trabajo como punto de partida para estudios posteriores relacionados con el tema o proyectos más específicos y de mayor alcance.
Continuar trabajando en el tema propuesto para lograr su completamiento o ampliación para su uso en aplicaciones futuras con el objetivo de incorporar mejoras para lograr:
1. La incorporación de otras potencialidades que posean los variadores comerciales acorde a otras necesidades más frecuentes.
2. El aumento del número de vectores en cada zona. 3. El aumento de hasta cuatro zonas de trabajo.
4. Mejora de la resolución de la frecuencia hasta 0.25 Hz.
5. Posibilidad de selección entre el modo “lineal” o tipo “S” en el arranque suave, así como permitir la selección del tiempo deseado en estos procesos, tanto en la aceleración como en la desaceleración.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1-Sanz Feito, Javier (2002). Máquinas Eléctricas. Pearson Educación, SA, Madrid. 2-M. P. Kostenko (1968). Máquinas Eléctricas.
3-Dewan. S. D, Slemon. G. R, Straughen. A (1990). Power Semiconductor Drives. Edición Revolucionaria.
4- WEG. Manual del convertidor de frecuencia. Serie CFW-09. Brasil. 2002.
6- Basanta, A (1998). Aspectos fundamentales sobre la teoría y el diseño del accionamiento eléctrico del Vehículo Eléctrico Cubano VEC. Tesis de Maestría. Facultad de Ing. Eléctrica. Cuba.
7- Inversores.pdf. www.irf.com/product-info/datasheets/data/ir2110.pdf 8- IR2110.pdf. www.datasheetcatalog.com
9- LA55-P. pdf. www.datasheetcatalog.com 12- PIC16F877.pdf. www.alldatasheet.com
14- Wintek Corp (2001). Especificaciones para modulos de LCD WM-C2002P. Taiwan. 16-International Rectifier (1994). IGBT DESIGNER´S MANUAL. USA.
17- Basanta. L, Martín. I (1999). Mejoras y documentación del VEC. Tendencia actual y perspectivas futuras. Trabajo de diploma. Facultad de Ing. Eléctrica. Cuba.
18- Fleites Pedro Y. y Rivera Jean Pierre (2006). Variador de velocidad controlado mediante el vector espacial de tensión utilizando el micro AT89C52. Trabajo de Diploma. Ciudad de La Habana.
ANEXOS
Programa principal
INTCON,0=1
PRINCIPIO
. Condiciones iniciales del programa (frecuencia inicial, valor de NZONA, conectar resistencias de Pull-Up)
. Inicializar el DISPLAY. . Habilitar las protecciones
. CALL CONT_ENTER, 6 1 0 1 1 0 0 CALL ENTER CONT_ENTER, 6 CONT_ENTER, 1 .BCF CALL TABLAS CALL MODULACION
¿Int. Por teclado ¿
¿ENTER en ejecución ¿
¿Termine con ENTER ¿
¿Termine con ENTER, pero dio Error 0 1
Subrutina CONTROLPROC CONTROLPROC . BCF STATUS,C . 0X03 – W Æ W STATUS,C 1
0 ¿El tiempo es suficiente ¿
CON_ENTER,6
1 0 ¿ENTER en ejecución ¿
CALL ENTER
CON_ENTER,1
1 0 ¿Term. ENTER, dioERROR
. BCF CON ENTER,1 CON_ARRANQUE,2 1 0 NSECTOR,5 1 0 CON_ARRANQUE,3 1 0 CON_ARRANQUE,0 1 0 CON_ARRANQUE,4 1 0 . BCF CON_ENTER,1 . CALL ARRANQUE_SUAVE FINCONTROLPRO EXIT ¿SECTOR 1 ¿
Ejecutar solo una vez por
¿En ejecución
Continuación (1) CONTROLPROC
FINCONTROLPROC EXIT
. CALL REBOTE_Y_TTECLA
Continuación MODULACION
Subrutina TIEMPOVV1
Subrutina TIEMPOVV3
Subrutina TIEMPOVV0
Continuación (1) CPROCESO Continuación (1) CPROCESO
Subrutina ALMACENAMIENTO
Subrutina BUSY
Subrutina ENVIAR_CARACT
Subrutina ARRANQUE_SUAVE CONT_ARRANQUE,1 ARRANQUE_SUAVE . BCF CONT_ARRANQUE,3 . BCF CONT_ARRANQUE,2 . BCF STATUS,Z
. SUB VFRECUENCIA - VFRECANTERIOR
STATUS,Z
0
1 1
0
¿Está en ejecución alguna RAMPA ¿
¿VFRECUENCIA = VFRECANTERIOR¿
¿En ejecución ARRANQUE_SUAVE ¿ 1 CONT_ARRANQUE,0 0 . BSF CONT_ARRANQUE,0 STATUS,C ¿Incrementar o decrementar ¿ 0 1 . VFRECANTERIOR – VFRECUENCIA ÆW . W Æ TEMPORAL . VFRECUENCIA – VFRECANTERIOR ÆW . W Æ TEMPORAL . BCF STATUS,C . TEMPORAL – 0X06 , 0 STATUS,C . TEMPORAL Æ RAMPA3
. CRLF RAMPA 2 y RAMPA1 . 0X03 Æ RAMPA1 y RAMPA2 . TEMPORAL – 0X06 Æ W . W Æ RAMPA2 ¿EL recorrido es de 6 Hz o más ¿ NZONA,0 . 0X0A Æ MULTIRAMPA1 y 3 . 0X02 Æ MULTIRAMPA2 . BSF CONT_ARRANQUE,1 . 0X05 Æ MULTIRAMPA1 y 3 . 0X01 Æ MULTIRAMPA2 . BSF CONT_ARRANQUE,1
¿En que ZONA me encuentro ¿
0 1
0 1
Continuación (1) de ARRANQUE_SUAVE EJEC RAMPA FINARRANQUE SUAVE . BCF STATUS,Z 0X00 – RAMPA1ÆW STATUS,Z 1 0 . BCF STATUS,Z 0X00 – RAMPA2 ÆW STATUS,Z 1 0 . BCF STATUS,Z 0X00 – RAMPA3 ÆW STATUS,Z 1 0 . BCF CONT_ARRANQUE,1 . BCF CONT_ARRANQUE,0 . BCF CONT ARRANQUE,4 DECFSZ MULT_RAMPA1 1 0 . CALL IN_DEC_FRECUENCIA . DECF RAMPA1, 1 . BCF CONT ARRANQUE,1 DECFSZ MULT_RAMPA2 1 0 . CALL IN_DEC_FRECUENCIA . DECF RAMPA2, 1 . BCF CONT ARRANQUE,1 DECFSZ MULT_RAMPA3 1 0 . CALL IN_DEC_FRECUENCIA . BCF CONT_ARRANQUE,1 DECFSZ RAMPA3 1 0 . CALL IN_DEC_FRECUENCIA . BCF CONT_ARRANQUE,1 ¿RAMPA1 = 0 ¿ ¿RAMPA3 = 0 ¿ RETURN