Control de compresores de tornillo en refrigeración (2ª PARTE)

Ver 1ª PARTE

El sistema de motor eléctrico puede accionar el compresor de tornillo puede impulsar el compresor de tornillo en respuesta a señales recibidas en el controlador. En particular, el sistema de motor eléctrico puede incluir un variador de frecuencia variable y un motor eléctrico. El motor eléctrico puede ser acoplado al compresor de tornillo para alimentar el rotor de tornillo mallado del compresor de tornillo. En otra configuración, el motor eléctrico puede incluir un motor de magnetismo permanente que impulsa los rotores a una velocidad que es dependiente de la frecuencia de señales de control polifásicos. En particular, el variador de frecuencia variable puede ajustar la frecuencia y corriente eléctrica de los señales de controles polifásicas basadas en las órdenes señales recibidas del controlador.

El sensor eléctrico puede ser posicionado próximo al motor eléctrico para sentir las características de operación eléctrica del motor eléctrico. El sensor eléctrico puede proporcionar señales de estado con mediciones que son indicativas de las características de operación eléctrica detectada. En una configuración, el sensor eléctrico puede incluir una o más sensores de corriente. Los sensores de corriente pueden ser posicionados para detectar la corriente eléctrica suministrada por las señales de control al motor eléctrico y puede generar señales de estado que son indicativas de la corriente detectada. En una configuración, el par producido por el motor eléctrico es dependiente de la corriente eléctrica suministrada por las señales de control. En consecuencia, las señales de estado indicativas de la corriente eléctrica suministrada al motor eléctrico pueden también ser indicativa del par suministrado por el motor eléctrico.

El compresor de tornillo puede además incluir el puerto de succión y el puerto de descarga del sistema de compresor. La presión de succión y/o presión de temperatura puede posicionarse próxima al puerto de succión del compresor de tornillo para sentir la temperatura y presión del fluido entrando en el puerto de succión. La rotación de los motores de tornillo, disminuye además el espacio de compresión, moviendo el fluido al puerto de descarga. Debido a la disminución del volumen del espacio de compresión, los rotores de tornillo transmiten el fluido al puerto de descarga en la presión de descarga que es mayor que la presión de succión en la temperatura de descarga que es mayor que la temperatura de succión.

La operación del compresor de tornillo en la compresión y el movimiento del fluido produce fuerzas axiales y radiales. La interacción de los rotores de tornillo, las fuerzas axiales, y las fuerzas radiales pueden dar como resultado movimientos del rotor no uniforme y fuerzas contra las paredes de la cámara, rodamiento, superficies en los extremos y compresor de tornillo. El aceite lubricante proporciona un film para las paredes de la cámara, rotores, y rodamientos del compresor de tornillo, pero no previene la transmisión del tiempo variable y las fuerzas no uniformes y axiales. Seleccionando un perfil del par para el compresor de tornillo, el controlador intenta seleccionar un perfil del par que acciona el compresor de tornillo, el controlador intenta seleccionar un perfil del par que impulsa al compresor de tornillo de manera que reduce las fuerzas aciales y radiales no productivas.

Diferentes diseños de compresor de tornillo generalmente exhiben algunas características de operación y algunas características de operación comunes. Una característica de operación común en muchos diseños de compresores es que exhiben par pulsante que es coincidente con las fases de succión, compresión y descarga del compresor de tornillo. Otras características de operación incluyen la transmisión dinámica de las fuerzas de operación del rotor de tornillo macho a un rotor de tornillo hembra mallado, e impulso axial de los rotores de tornillo.

Debido a las características de operación únicas de diferentes diseños de compresor de tornillo, determinaciones experimentales pueden hacerse en varios perfiles de par para identificar los perfiles de par beneficiosos para el diseño del compresor de tornillo en diferentes modos de operación y/o en puntos de operación en tales modos de operación. En particular, el compresor de tornillo puede ser operado a diferentes velocidades, corrientes de motor promedio, presiones de descarga y/o temperaturas, presiones de succión y/o temperaturas, y/o otros parámetros de operación para obtener perfiles de par beneficiosos para el compresor de tornillo en varios modos de operación y/o puntos de operación. Por ejemplo, el compresor de tornillo puede ser operado en modo de arranque para obtener un perfil de par de arranque, en modo de aceleración para obtener un perfil del par de aceleración, y en modo de deceleración para obtener un perfil de aceleración.

Basándonos en tal experimentación, una disposición de perfiles de par para modos de operación asociado y/o puntos de operación puede ser establecida para el compresor del tornillo. En una configuración, cada perfil del par de la disposición de los perfiles del par comprende un modelo del motor eléctrico para los valores del par del eje del compresor ocurriendo durante una o varios revoluciones del motor. El modelo puede ser repetitivo y puede ser definida sobre más que una revolución completa cuando una revolución del motor puede no ser igual a una revolución de los rotores de accionamiento del compresor. La longitud del perfil del par puede ser definida como un número íntegro de revoluciones que hacen que el modelo de perfil del par se repita en secuencia. El controlador puede repetitivamente seleccionar y/o aplicar un perfil del para alcanzar un resultado de control deseado. Además, para mantener un nivel deseado de estabilidad, la disposición de perfiles de par puede ser estructurada y los perfiles del par pueden ser seleccionados por el controlador de manera que tenga un efecto de función de control estable del compresor de tornillo. En particular, la disposición de perfiles del par puede ser construida para limitar la tasa a la que el par cambia en orden de mantener la estabilidad de la función de control. En una disposición, la estabilidad puede ser mantenida por la disposición de perfiles del par con perfiles del par que mantienen aproximadamente tasas iguales de cambio. Esto puede ser llevado a cabo por la determinación experimental de las condiciones de operación del compresor de tornillo en diferencias de puntos de operación desiguales, y mantienen diferencias del perfil del par en la disposición de los perfiles del par a valores aproximadamente iguales.

Bibliografía

Screw compressor drive control. United States Patent Application Publication. US 2011/0041533 A1

Palabras clave

Torque sensor