proyecto
Desarrollo de Fuente Eléctrica Regenerativa para el Accionamiento de Electroimanes Industriales
Registro en:
18COTE-89665
2018-89665-INNOVA_PRODUCCION
Autor
Marta Esthermina Avendano
Comercial Ekm Limitada
Institución
Resumen
La Empresa Ekm en un Distribuidor de Electroimanes de Carga y de sus Respectivas Fuentes Eléctricas Elementos que Son Importados desde Rusia. Por lo Tanto el Tiempo de Respuesta de la Empresa y su Capacidad de Reparación de Estos Equipos Depende de la Disponibilidad en Fabrica y el Transporte Marítimo de Estos Equipos. En este Contexto el Objetivo General de este Proyecto es el Desarrollo Local una Fuente Eléctrica Regenerativa para Electroimanes de Carga que Incorpore una Etapa de Conversión de Energía Controlada para Así Aumentar la Eficiencia Energética del Dispositivo Además Proveer de Etapas de Comunicación Industrial que Permitan el Registro de Operaciones para Generación Indicadores de Rendimiento y Flexibilidad de Uso. De Tal Manera se Busca Aumentar la Competitividad y Servicio de Venta y Postventa de la Empresa Beneficiaria Expandir su Mercado Objetivo a Nivel Regional y Potenciar el Desarrollo de Tecnología del País. Objetivo Específico 1: Modelado Nueva Topología de Fuente Eléctrica de Electroimanes para Proporcionar Regeneración Mejorar Eficiencia Energética y Comunicación con Usuariopara Cumplir con este Objetivo se Realizará un Levantamiento de Información de los Equipos Actualmente Comercializados por Ekm y Otras Empresas Nacionales a Fin de Conocer sus Características de Operación y Limitantes. Para Tales Efectos Ekm Proporcionará una Fuente Eléctrica Tipo Ii para Realización de Pruebas Operacionales y Medición de sus Indicadores de Comparación. Se Revisará y Extenderá el Estado del Arte y de la Práctica en el Tema de Rectificación para Electroimanes de Carga para Validar la Topología Propuesta. Luego se Definirán Indicadores de Comparación (preliminarmente: Contaminación Armónica Factor de Potencia Eficiencia Energía Regenerada Controlabilidad del Campo Magnético Ciclo de Trabajo) con los que Comparar las Topologías Existentes con la Nueva Fuente Eléctrica Regenerativa. A Través de Simulaciones Computacionales Desarrolladas en el Software Plecs (dedicado a la Simulación Detallada de Equipos de Electrónica de Potencia) se Analizarán los Resultados Definidos por los Indicadores de Comparación para Ratificar que el Desarrollo Propuesto en este Proyecto. De Ser Necesario se Adaptarán Parámetros Técnicos de la Fuente Eléctrica Propuesta y se Definirá su Dimensionamiento Eléctrico (frecuencia de Switching Capacito) para Optimizar su Rendimiento para las Aplicaciones Requeridas. Resultados Verificables:r1. 1: Informe Técnico Conteniendo un Análisis de Soluciones Comerciales Actuales bajo Condiciones de Operación de Laboratorio. R1. 2: Informe Técnico Conteniendo un Resumen del Estado del Arte y Benchmarking de Topologías Apropiadas para la Aplicación. R1. 3: Simulaciones Computacionales en Software Plecs de Topologías para Fuentes Eléctricas Tipo I Tipo Ii y Propuesta. R1. 4: Informe Técnico Conteniendo Resultados de los Indicadores de Comparación Obtenidos de Simulaciones. Objetivo Específico 2: Construcción de un Prototipo de Fuente Eléctrica Regenerativa para Electroimanes de Cargapara Cumplir con este Objetivo se Construirá un Prototipo de Fuente Eléctrica Regenerativa Compuesto de una Etapa de Control en Tiempo Real y una Etapa de Potencia para la Conversión Cc/ca. La Etapa de Control en Tiempo Real Será Regulada por un Sistema Basado en Microcontroladores Dedicados y Fpgas con Capacidad de Operación Autónoma Comunicación Hombre-máquina y con Posibilidad de Control sobre el Campo Magnético del Electroimán. La Etapa de Potencia Será Compuesta por Dispositivos Semiconductores Controlados (igbts) Tanto en la Rectificación como en el Control del Electroimán (ver Dispositivas Adjuntas). El Prototipo se Construirá a una Potencia de 20kva Rango de Potencia que Permite Representar Todos los Fenómenos Eléctricos Requeridos para Validar un Prototipo de Electrónica de Potencia. Resultados Verificables:r2. 1: Construcción de Sistema de Control en Tiempo Real Basada en Microcontroladores y Fpgas. R2. 2: Desarrollo de Interfaces de Comunicación Hombre-máquina y Registro en Etapa de Control. R2. 3: Integración de Control del Campo Magnético para Seleccionar la Carga a Levantar a Través de Configuración de Etapa de Control. R2. 4: Construcción de Etapa de Potencia Basada en Semiconductores Controlados. R2. 5: Integración Elementos Visualizadores del Estado de Operación del Equipo en Etapa de Potenciar2. 6: Operación Coordinada de Etapa de Control y Potencia Objetivo Específico 3: Validación en Ambiente de Laboratorio de Nueva de Fuente Eléctrica Regenerativalas Tarjetas de Control y Potencia se Empaquetarán en un Gabinete Eléctrico y se Someterán a Pruebas Realizadas en Ambiente de Laboratorio a Fin de Comprobar su Operación en Condiciones de Carga Analizar su Comportamiento Eléctrico (ruido Electromagnético Contaminación Armónica Capacidad Regenerativa). Además se Empleará una Fuente Eléctrica Tipo I como Medio de Comparación. La Fuente Eléctrica Regenerativa Propuesta y el Equipo Comercial se Someterán a Pruebas Eléctricas Enfocadas a Analizar los Resultados de los Indicadores de Comparación. R3. 1: Memoria de Cálculo de Operación bajo Carga Eléctrica. R3. 2: Memoria de Cálculo con Resultados de los Indicadores de Comparación para Equipo Comercial y Fuente Eléctrica Regenerativa Propuesta bajo Carga Eléctrica. Objetivo Específico 4: Validación Experimental y Operacional de Nueva de Fuente Eléctrica Regenerativala Nueva Fuente Eléctrica Desarrollada Será Empaquetada para su Operación en Terreno en la que se Comprobará su Operación Accionando un Electroimán Real. Para esto se Implementarán las Etapas de Comunicación Hombre-máquina y se Programará el Sistema de Control con Fin de Operar con Flujo Magnético Variable y Carga Mecánica Seleccionable. R4. 1: Memoria de Cálculo con Resultados de los Indicadores de Comparación Fuente Eléctrica Regenerativa Propuesta Operando con Electroimán Real. R4. 2: Memoria de Cálculo de Comportamiento Térmico del Conjunto Fuente Eléctrica-electroimán. R4. 3: Manual de Usuario para Operación del Equipo. En este Proyecto se Diseñará e Implementará una Nueva Fuente Eléctrica Regenerativa para Electroimanes de Carga. el Equipo Contará con un Sistema de Control en Tiempo Real para Optimizar la Eficiencia Energética del Proceso de Conversión de Corriente Alterna a Corriente Continua con el que se Energiza el Electroimán. La Incorporación de una Nueva Topología Permitirá Total Control sobre Variables Eléctricas que Mejoren la Calidad de Energía del Dispositivo Así como También Permitirá Devolver a la Red Eléctrica la Energía Remanente del Campo Magnético del Electroimán. Esta Fuente Eléctrica Incorporará Interfaces de Comunicación Hombre-máquina que Permitan Visualizar y Registrar los Puntos de Operación del Equipo. Corporación de Fomento de la Producción