¿QUE ES LA REGULACION ELECTRONICA AVR EN LOS GENERADORES?

¿QUE ES LA AVR EN LOS GENERADORES ELECTRICOS?
¿QUE ES LA REGULACION ELECTRONICA AVR EN LOS GENERADORES ELECTRICOS?
La regulación electrónica de voltaje o tensión AVR es en la actualidad el sistema más popular por su relación prestaciones/coste. Su principal ventaja frente al sistema Compound y/o condensador reside en la alta corrección del voltaje en cualquier circunstancia, desde funcionamiento en vacío a plena carga.
Durante el trabajo con cargas estables la desviación de la tensión es prácticamente inapreciable, cuando conectamos cargas por grandes que estas sean, la variación de la tensión no irá más allá del +-3% .
Ventajas: Voltaje estabilizado, adecuado para la mayoría de equipos del mercado. Sin parpadeos u oscilaciones en iluminación cuando se conectan otros equipos al mismo tiempo, garantiza total seguridad en los equipos conectados frente a voltajes inadecuados.
Inconvenientes:: No dispone de mecanismos de defensa frente a los armónicos de frecuencia en la onda sinusoidal (THD). Esto generara problemas de compatibilidad cuando la potencia de receptores no lineales, fuertemente emisores de armónicos, SUPERA el 30-50% DE LA CAPACIDAD DEL GENERADOR..
Ejemplos de receptores altamente distorsionantes por incorporar electrónica conmutada: INVERTER´s (Variadores de velocidad por frecuencia), UPS (SAI´s de alimentación ininterrumpida), INVERSORES-CARGADORES solares.
¿DONDE SE INSTALA LA AVR EN LOS GENERADORES?
Se trata de un componente estrechamente vinculado al alternador del grupo electrógeno. Su función es la de crear un campo magnético apropiado en el rotor del alternador mediante una corriente eléctrica.
Para enviar la corriente de excitación hasta el rotor, que en definitiva es un electroimán, deberá superarse el problema de ser una pieza en movimiento. Hay dos métodos habituales relacionados con su coste, las escobillas y la excitatriz rotativa.
LAS ESCOBILLAS: el sistema más simple y económico: 2 escobillas de carbón en contacto eléctrico con anillos rozantes solidarios al rotor. El principal inconveniente es el desgaste de las escobillas que requerirá su sustitución en el tiempo. Se habla de duraciones típicas de 1000 horas.
Se utiliza este sistema de manera universal en generadores pequeños a 3000 rpm, Hasta 10 KW.
EXCITATRIZ ROTATIVA: El denominado sistema brushless (sin escobillas). Se hace llegar la corriente de excitación hasta el rotor utilizando un microalternador solidario al rotor. El estator de este segundo alternador recibe la corriente de excitación induciendo en su rotor una tensión alterna que se recoge en un rectificador con diodos que giran con el eje y finalmente entregan una corriente al rotor principal imagen de la que parte de la AVR.
Se utiliza habitualmente en grupos electrógenos de 1500 rpm de un cierto nivel de calidad, convive con el método anterior en potencias hasta 50 KW, es un “ahorro ” oculto que conviene averiguar del fabricante cual método lleva. La ventaja naturalmente es que nunca deberán cambiarse las escobillas.
INSTALACION: en los generadores portátiles es lo habitual insertar la AVR dentro del alternador. En generadores a 1500 rpm también se situa a caballete del alternador, generalmente en una caja de bornas dispuesta para este fin.
¿PORQUE ES NECESARIA LA AVR?
La respuesta es que los alternadores exigen adaptar el campo magnético del rotor a la producción de potencia. De otro modo ocurre que con un valor de excitación dado y trabajando en vacío podríamos obtener 230 V, pero al conectar carga la tensión de salida se vendría abajo por ejemplo cayendo a 100 voltios.
Si aumentamos manualmente la tensión al rotor hasta conseguir que vuelva a dar 230 V, que ocurre al desconectar esa misma carga?, fácil se dispara la tensión a 350 V ¡¡¡. Lo que obliga a reducir nuevamente la excitación para dejar la tensión a 230 V.
Como vemos se impone utilizar un dispositivo que dosifique la excitación del alternador para obtener en cualquier situación la tensión deseada o TENSION DE CONSIGNA.
¿COMO FUNCIONA LA AVR?
En el gráfico vemos la primera etapa del AVR, se trata de controlar la tensión suministrada a l rotor mediante alterna rectificada obtenida de la misma salida del alternador.
La regulación AVR es básicamente un controlador (similar a un termostato) cuando la tensión a la salida tiende a diferir de la TENSION DE CONSIGNA, incrementa o detrae tensión a la excitación hasta conseguir el resultado óptimo a la salida.
Existe un inconveniente, en todo sistema donde se trata de regular a una acción le sigue una reacción. En nuestro caso el proceso de cambiar el campo magnético del rotor y leer el resultado a la salida del alternador lleva un tiempo muy breve pero inevitable.
La AVR seguirá modificando el valor de excitación hasta que le llegue el retorno a la salida informando del cambio. Para entonces la corrección es ya excesiva e iniciará otro cambio en sentido contrario que a su vez llegará tarde y será excesivo entrando en comportamiento pendular.
Para evitar reacciones pendulares que afectarían gravemente a la tensión se impone otro mecanismo de filtro o retardo llamado estabilizador (STAB), que incorporan todas las AVR.(ver gráfico)
¿COMO SE INICIA LA REGULACION CON EL GENERADOR PARADO?
El magnetismo remanente aun siendo muy débil permite al arrancar el generador iniciar el proceso de aparición de tensión. Puede ocurrir si la máquina ha estado parada mucho tiempo, hablamos de meses, que el remanente magnético haya desaparecido. Es un problema menor, en estos casos bastará animar la excitación un instante con una batería exterior.
La AVR necesita conocer la velocidad de giro para iniciar el proceso de regulación. Durante el arranque se pasa de cero tensión a la nominal en un periodo muy breve. El regulador AVR tratará de alcanzar la tensión de consigna durante el proceso lo que supondría que lanzaría al máximo de su capacidad para retroceder de inmediato al alcanzarse la plena velocidad.
Para ordenar el proceso durante el arranque aparece un nuevo mecanismo en las AVR, llamado ajuste TENSION/FRECUENCIA (U/F). La frecuencia está vinculada exactamente a la velocidad de giro, por tanto permite a la AVR dosificar la regulación de manera proporcional a la velocidad siguiendo el grafico de más arriba.
¿CAUSAS DE AVERIA DEL AVR?
PROBLEMAS EN AVR DURANTE EL ARRANQUE:
Bajo ninguna circunstancia se debe conectar cargas al generador hasta que haya completado el proceso de arranque. Una vez alcanzada tensión y frecuencia nominales es el momento de conectar los receptores.
Es una fuente de averías para la AVR independientemente de la potencia que sea el generador ARRANCAR de forma automática con CARGAS ya CONECTADAS.
Para que no se olvide la comparación seria arrancar un vehículo con la marcha metida. El motor de arranque debe tirar del motor diésel o gasolina y de todo el vehículo.
AVERIAS EN FUNCIONAMIENTO:
- No da tensión después de soldar. (AVR averiada por generador insuficiente de potencia. Mínimo 6000 W para soldar).
- No da tensión ni trifásica ni monofásica: (Los trifásicos 100% solo consienten 1/3 de la potencia nominal en monofásico).
- No da tensión después de un cortocircuito: (Probable avería del AVR por protección magneto térmica deficiente)
OTROS SISTEMAS DE REGULACION:
REGULACIÓN A CONDENSADOR:
Se trata de sistema más antiguo, económico y sencillo, la electricidad es regulada mediante descargas de un condensador que equilibran el voltaje. La energía es de una calidad aceptable mientras hay un equilibrio en el consumo.
Cuando se conecta una carga el generador desvía su voltaje, bajando y subiendo hasta que pasados unos momentos se terminan por equilibrar. Cuanto mayor sea la carga conectada mayor serán las desviaciones.
Estas variaciones no deseadas del voltaje se moverán con facilidad en torno a +-10-15%, llegando incluso el 20% si las cargas conectadas son muy grandes respecto a la potencia del propio generador.
Usos: iluminación resistiva, herramientas, estufas, termos agua… en general cualquier equipo que no sea sensible a las variaciones de voltaje descritas.
Ventajas: son eficaces arrancando motores ya que pueden hacerlo bajando su voltaje y recuperándolo tras el pico de arranque, algo que no puede suceder en otros sistemas de regulación, precio económico.
Inconvenientes: Variaciones de voltaje y frecuencia demasiado elevados para equipos sensibles.
REGULACION INVERTER:
El más moderno y avanzado sistema de estabilización. Es el único sistema en el cual las revoluciones del motor se desligan de la frecuencia del voltaje. Esto permite el uso de mayores RPM sin afectar a la frecuencia que es posteriormente modificada. El resultado final nos permite conseguir maquinas más potentes con menor peso y volumen.
La desviación de voltaje y de la frecuencia son prácticamente inexistentes. Los armónicos de la onda sinusoidal son casi inapreciables gráficamente y no alcanzan ni el 3%. El grado de compatibilidad por la calidad de corriente es total con cualquier equipo.
No recomendamos el uso de equipos con consumos extremos en picos temporales como las máquinas de soldar, o bien usos en condiciones extremas, construcción, metalúrgicas.
Ventajas: Ofrece la mayor calidad de corriente en la actualidad, siendo compatible con la práctica totalidad de máquinas del mercado. Especialmente indicado para alimentar equipos electrónicos.
Inconvenientes: No recomendado para máquinas de soldar, construcción, obras públicas…
Comentarios
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