Componentes

Convertidor ó Unidad de Potencia

 

¿Qué es un convertidor?

En convertidor es la unidad de control de potencia encargado de suministrar energía y controlar el sistema del horno de inducción.

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Se compone básicamente de:

 

  • PLC (Control Lógico Programable)
  • Sistema Eletronico de Potencia
  • Sistema de Refirgeración Interno

PLC – Control Lógico Programable

Panel PLC (Controlador lógico programable) Siemens TD 200

Convertidor PLC
  • Recopila información de tarjetas y circuitos de control electrónico y mediante Software desarrollado por ingenieros R&D (Investigación y desarrollo), permite que el sistema este siempre seguro y monitorizado
  • El Panel de operación  informa  instantáneamente al operario del estado del sistema con mensajes escritos o sonoros, de fácil Entendimiento  y  en el idioma adecuado.
  • Fácil manejo de las operaciones a través del panel deoperación  Siemens TD200.
  • Almacena en memoria el historial de eventos y fallos que se puedan presentar.
  • Toma decisiones  definitivas cuando las circunstancias lo ameriten (Fallas graves en el sistema).

Sistema de Electrónica de potencia

Rectificador controlado por tiristor

Consta de:

Convierte la señal  trifásica  de  la  red  eléctrica  en  corriente directa. Produce  6, 12 o  24 pulsos lo cual asegura estas ventajas:

  • El  sistema  funciona  con  potencia máxima aunque el voltaje de la red varíe entre +15% y –20% del valor nominal.
  • Ajuste de potencia en un rango muy amplio:entre 5% y 100%.
  • Sobrepicos transitorios  de  potencia   no afectan el sistema.
  • En caso de averia en el sistema por cortocircuito, la corriente esta limitada para reducir las consecuencias.
Inductancia de aislamiento
  • Aísla el  Rectificador  controlado  del inversor de MF (Media Frecuencia).
  • Reduce  excesos  de  corriente  MF  y armónicos del sistema.
  • Limita la corriente del rectificador en
  • En caso de averia en el sistema por cortocircuito, la corriente esta limitada para reducir las consecuencias.
Inversor de MF (Media Frecuencia)
  • Convierte la señal de corriente directa a alterna con valores de voltaje y frecuencia idóneos para la alimentación del horno.
  • Gracias al sistema  de resonancia  en paralelo  los  dispositivos  se  alimentan con el mínimo de corriente posible, aumentando  así su vida de servicio.

Analizador De Energía

Analizador De Energía
  • En los Hornos de Inducción para fusión de metales, el control de variables como el consumo energético y la energía reactiva, son aspectos importantes que hoy se deben conocer con claridad para evitar costos adicionales en el proceso de la fundición.

     

    ANALIZADOR DE ENERGÍA

    -Indica:

    -Coseno Phi.

    -Kwh (Consumo Energético)

    -Voltaje Por Línea

    -Amperaje Por Línea

    -Otros

    Podrá identificar los tiempos muertos, demoras en otros procesos y separar los costos de tiempos de fusión y tiempos de ajuste de la carga

Sistema de Refrigeración Interno

Sistema de Refrigeración Interno
  • El convertidor, condensador, tiristores, barras, reactor y el resto está refrigerado en circuito cerrado con agua pura no ionizada.
  • La  conductibilidad  del  agua pura  se controla  siempre  para  avisar  al operador.  En todos  los canales existen controles para la presión y la temperatura.
  • En   caso   de   algún   defecto   en   el sistema  de  refrigeración,  el  operador será avisado por PLC.

Tipos de convertidor

Existen Cuatro Tipo de Configuraciones

Tipo Fusor

Toda la potencia va a una sola cuba

Tipo Fusor + Fusor

Toda la potencia se distribuye 50% para una cuba 50% para la otra cuba

Tipo Fusor Compartido

Distribuyo la potencia según conveniencia, ejemplo:

Puedo dirigir el 90% de la potencia a una cuba y el 10 % a la otra cuba
Puedo dirigir el 80% de la potencia a una cuba y el 20 % a la otra cuba
Puedo dirigir el 70% de la potencia a una cuba y el 30 % a la otra cuba
Puedo dirigir el 60% de la potencia a una cuba y el 40 % a la otra cuba

Tipo Fusor + Sostenimiento
  • El sistema tiene dos potencias especificas.
  • Una mayor para fundir y la otra menor para sostener o mantener
  • El convertidor es la unidad de control de potencia encargado de suministrar energía y controlar el sistema del horno de inducción.
  • El sistema puede tener una, dos o más cubas u hornos.
  • Existen requerimientos que pueden ser los siguientes:
  1. Necesito solo fundir en una sola cuba.
  2. Necesito fundir en las dos cubas al tiempo.
  3. Necesito Fundir y Sostener

Z

La inducción electromagnética es el  fenómeno en el cual, al inyectar corriente  eléctrica a un elemento conductor (bobina)  se crea un campo magnético que transmitirá  energía al material conductor (cobre, hierro, acero, aluminio, etc.), logrando que este se caliente y posteriormente se funda.

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La resonancia eléctrica es el fenómeno físico que se produce cuando la frecuencia propia de un circuito (condensador y bobina), coincide con la frecuencia de una  fuente  externa, optimizando la ganancia de salida del sistema.

Z

Existen dos tipos de circuitos resonantes:

  • Circuito en serie: Cuanto los elementos del circuito se conectan de forma secuencial.
  • Circuito en paralelo: Cuanto los elementos del circuito se conectan de forma paralela.
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Parámetros

Los parámetros en los circuitos de resonancia son:
  • Bobina: Corriente atrasada 90° respecto al voltaje.
  • Condensador: Corriente adelantada 90° respecto al voltaje.
  • Impedancia del sistema (Carga) únicamente activo (Resistivo).
  • Impedancia reactiva de la bobina se cancela con la del condensador.
Voltaje vs Corriente Bobina
Voltaje vs Corriente Condensador                                    
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Circuito resonante en serie

  • La Impedancia del sistema es mínima (únicamente resistiva) Z=R
  • Según la ley de Ohm. f7I=­0  donde:
    Io: Corriente.
    V: Voltaje
    R=Resistencia al ser el valor de R muy pequeño, la corriente es máxima.
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Circuito resonante en Paralelo

  • La corriente de bobina atrasada 90° del voltaje y corriente de condensador adelantada 90° respecto a  la  misma  señal  de  voltaje,  se deduce que  las  corrientes  de  bobina  y condensador se encuentran desfasadas entre  si 180°.
  • Al  ser estos valores  de  corriente  iguales  en  magnitud  y frecuencia, se cancelaran  haciendo la corriente del sistema mínima.
  • Por ley de Ohm, si la corriente es mínima, la Impedancia es máxima.
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Sistema de resonancia paralela

  • En las unidades de potencia con resonancia paralela la corriente que  pasa por el tiristor  es inferior  comparada  a los circuitos  con resonancia en serie.
  • En el  mismo  nivel de potencia,  la corriente  con resonancia  en serie es cinco veces más importante comparándolo a los circuitos con resonancia paralela. Por la misma razón, los recambios en los circuitos con resonancia paralela cuestan  mucho menos ya que se asegura una máximo ciclo de vida de los componentes  electrónicos

Ventajas

Nuevas tecnologías:
  • Los   nuevos  materiales   electrónicos   de  alta   tecnología   se  unen   con  la experiencia del departamento de (R&D) para mejorar el trabajo por medio de la tarjeta de control 5M concebida por expertos jóvenes y dinámicos.
Dispositivo de fuga a la tierra:
  • Controla el nivel de la fuga a la tierra .
  • Da avisos sobre la afinación del revestimiento.
  • Se puede ajustar la sensibilidad.
  • Si el revestimiento esta perforado, el PLC detiene automáticamente el sistema cuando el metal liquido se acerca a las bobinas.

Un funcionamiento controlado y más seguro con 5M

  • Gracias a la concepción mecánica y electrónica de los convertidores de alta tecnología, En todos los sistemas, utilización fácil y seguimiento de eventos por medio del PLC estándar Siemens.
  • Una única Tarjeta de Control 5M en el sistema.
  • Protección 100% contra Sobrevoltajes.
  • Seguridad suprema con aislamiento primario tanto como secundario.
  • Tiristores y diodos poderosos y de calidad.
  • Barrajes conductores robustos y eficaces con refrigeración de aire.
  • Potencia máxima automática para un rendimiento máximo.
  • Protección contra tensión excesiva para los tiristores y condensadores.
  • Protección contra la fuga a la tierra.