Ventajas de la aplicación de los aisladores digitales en unidades de motor industriales

- Mar 14, 2019-

Ventajas de la aplicación de aisladores digitales en motores industriales.

Los controles electrónicos utilizados en los accionamientos de motores industriales deben proporcionar un alto rendimiento del sistema en entornos eléctricos difíciles. El circuito de la fuente de alimentación provoca picos de voltaje en los devanados del motor, y estos bordes de voltaje pueden acoplarse capacitivamente en el circuito de bajo voltaje. En los circuitos de alimentación, el comportamiento no ideal de los interruptores de alimentación y los componentes parásitos también puede generar ruido acoplado inductivamente. El cable largo entre el circuito de control y el motor y el sensor forma una variedad de caminos que acoplan el ruido en la señal de retroalimentación de control. Los controladores de alto rendimiento requieren un control de retroalimentación de alta fidelidad y señales que deben estar aisladas de los circuitos de potencia de alto ruido. En un sistema de accionamiento típico, se incluye una señal de control de puerta aislada para impulsar el inversor, las señales de realimentación de corriente y posición al controlador del motor, y para aislar las señales de comunicación entre los diversos subsistemas. Cuando se logra el aislamiento de la señal, el ancho de banda de la ruta de la señal no debe sacrificarse y el costo del sistema no debe incrementarse significativamente. Los optoacopladores son el método tradicional para lograr un aislamiento seguro a través de la barrera de aislamiento. Aunque los optoacopladores han estado en uso durante décadas, sus deficiencias pueden afectar el rendimiento a nivel del sistema.

El uso generalizado de accionamientos de motor de velocidad variable en aplicaciones industriales se debe a los interruptores de potencia eficientes y los circuitos de control electrónico rentables. La dificultad de diseño es acoplar los circuitos de conmutación de alta potencia con los circuitos de control de bajo voltaje sin sacrificar la inmunidad al ruido o la velocidad de conmutación.

Los inversores de conmutación modernos suelen tener una eficiencia superior al 95%, y los interruptores de transistor de potencia utilizados también pueden conectarse a los devanados del motor entre los rieles alto y bajo del riel de CC de alto voltaje. Este proceso reduce la pérdida del inversor porque el transistor de potencia funciona en modo de saturación total, lo que reduce la caída de voltaje y la pérdida de potencia durante la conducción. También hay una pérdida adicional del transistor de potencia durante el proceso de conmutación porque durante este tiempo hay un gran voltaje en el transistor, mientras que la corriente de carga conmuta entre los dispositivos de alta y baja potencia. Las compañías de semiconductores de potencia han diseñado transistores con tiempos de conmutación más cortos, como los IGBT, para reducir esta pérdida de potencia de conmutación. Sin embargo, esta mayor velocidad de conmutación también introduce algunos efectos secundarios inútiles, como el aumento del ruido de conmutación.

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