Mejorando el factor de potencia de los motores utilizando sistemas automáticos

En un sistema de corriente alterna Se define factor de potencia, f.d.p., como la relación entre la potencia activa, P, y la potencia aparente, S, o bien como el coseno del ángulo que forman la intensidad y el voltaje, designándose en este caso como cos φ, siendo φ el valor de dicho ángulo. A menudo es posible ajustar el factor de potencia de un sistema a un valor muy próximo a la unidad. Esta práctica es conocida como mejora o corrección del factor de potencia y se realiza mediante la conexión a través de conmutadores, en general automáticos, de bancos de condensadores o de inductores. Por ejemplo, el efecto inductivo de las cargas de motores puede ser corregido localmente mediante la conexión de condensadores. Las pérdidas de energía en las líneas de transporte de energía eléctrica aumentan con el incremento de la intensidad. Como se ha comprobado, cuanto más bajo sea el f.d.p. de una carga, se requiere más corriente para conseguir la misma cantidad de energía útil. Por tanto, como ya se ha comentado, las compañías suministradoras de electricidad, para conseguir una mayor eficiencia de su red, requieren que los usuarios, especialmente aquellos que utilizan grandes potencias, mantengan los factores de potencia de sus respectivas cargas dentro de límites especificados, estando sujetos, de lo contrario, a pagos adicionales por energía reactiva. La mejora del factor de potencia debe ser realizada de una forma cuidadosa con objeto de mantenerlo lo más alto posible. Es por ello que en los casos de grandes variaciones en la composición de la carga es preferible que la corrección se realice por medios automáticos. La mejora del factor de potencia en los motores es una oportunidad crítica para mejorar la eficiencia energética, y esto es particularmente verdad cuando la acción puede ser llevada a cabo por un controlador de motores. PFC es un método por el cual las características de una carga eléctrica tal como la producida por un motor es alterada para llevar el factor de potencia a 1. Ello se consigue suministrando energía reactiva de signo contrario. Hoy en día, la tecnología de chip de los controladores de motores puede proporcionar un método fiable y efectivo en costes para conseguir PFC. Algunos controladores de señales digitales (DSC) pueden ejecutar algoritmos de control de motores en un único chip. Sin embargo, para realizar esta acción con eficacia, es importante que el dispositivo sea capaz de permitir que el bucle del PFC opere mucho más rápido que el controlador del motor. El punto clave es que la función central del PFC haga que la corriente de entrada del sistema sea sinusoidal y esté en fase con el voltaje de entrada. Algunos DSC ofrecen múltiples opciones de base-tiempo para soportar PFC y control del motor en el mismo dispositivo. DSC también puede soportar diseños más eficientes con algoritmos de control avanzados como la técnica de control orientado al campo (FOC). Usando un algoritmo FOC, es posible controlar dinámicamente el par motor y acelerar para conseguir que la operación sea lo más eficiente posible. En resumen, combinando PFC y FOC podemos conseguir una mayor eficiencia energética. Algunos vendedores DSC describen la PFC en sus notas de aplicación e incluso proporcionan el código fuente.

Bibliografía: Power Factor correction and motor control. Design News, June 12. Palabras clave: Power Factor Correction (PFC), digital signal controller (DSC). Field-oriented control (FOC).