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CONTROL ELECTRÓNICO DE MOTORES ELÉCTRICOS
2.0 EL CONTROL DE MOVIMIENTO.
Antes de los accionamientos de C.A. y C.D., existía el concepto de control de movimiento,
que se les daba en la forma de arranque y paro de las maquinas, usando vapor y medios
neumáticos, así como medios hidráulicos. Aun en la actualidad, hay un numero importante de
elementos de control no electrónicos que permanecen en las maquinas que estan en la
industria.
El control de movimiento puede ser tan simple como abrir o cerrar una válvula o tan complejo
como programar un robot para desarrollar varios movimientos simultáneamente.
El arranque y paro de motores eléctricos es control de movimiento. Existen muchos
métodos y disciplinas usadas para el control de movimiento, sin embargo, la aparición de los
accionadores electrónicos han cambiado el concepto sensiblemente y lo han acercado mas
con la autorización, que puede incluir aspectos mecánicos, eléctricos o de computación.
Los accionamientos electrónicos para motores eléctricos pueden tener aplicaciones
particulares, en donde es necesario considerar las necesidades especificas del usuario, la
localización del accionamiento y el comportamiento requerido, para tomar una decisión sobre
la aplicación de estos accionamientos, es necesario revisar algunos conceptos como los
siguientes:
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1. ¿Cuál es el costo de los accionamientos comparados con otros elementos
convencionales, por ejemplo, los de tipo electromagnético?
2. ¿Qué tipo de accionamiento de C.D. o de C.A. es mejor aplicar?
3. ¿Qué dificultades de instalación tienen los accionamientos de C.D y de C.A. y cual seria
el mantenimiento requerido?
4. ¿Qué tipo de aplicación del motor C.D o C.A. es necesaria y que resultados espera?
En las industrias, el movimiento se acciona principalmente por aire (neumático),
líquidos(neumáticos), vapor, o más frecuentemente, energía electrica; el menos común es el
vapor, que es usado algunas veces en las centrales eléctricas para accionar turbinas y
generar electricidad. Los sistemas neumáticos e hidráulicos tienden a tener un alto
mantenimiento. Los sistemas hidráulicos tienden a tener fugas y, por lo general, son
sucios, por lo que en algunos son inaplicables, debido a sus efectos sobre el medio ambiente,
por ejemplo, son casi prohibitivos en las industrias alimenticia. Los sistemas neumáticos
frecuentemente obtienen alguna externa y son ruidosos, la perdida de presion que pudieran
tener genera un comportamiento deficiente en las instalaciones.
En la introducción del motor de inducción, surgieron varios métodos para reducir su velocidad
en distintas aplicaciones. En el inicio, cuando las primeras maquinas fueron accionadas por
motores eléctricos, estos actuaban como primotores, siendo motores de C.A. de velocidad
mas adelante fue necesario controlar la velocidad y se encontraron ventajas en algunos
motores de C.D. ya que los motores de C.A. que operan a velocidad constante, se
constituyen eventualmente en desperdiciadores de energía.
En el transcurso del tiempo, se encontraron varias técnicas para reducir la velocidad de los
motores eléctricos, todas ellas orientadas a los motores eléctricos de C.A., la mayoría de
estas técnicas fueron enfocadas hacia los aspectos mecánicos y algunas para aplicaciones
especificas de la industria, y que a lo largo del tiempo han sido usadas, hasta que
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aparecieron los dispositivos electrónicos que los sustituyen en muchas aplicaciones, sin
requerir de tanto mantenimiento, ni desperdiciar mucha energía. Algunas de estas técnicas,
se han descrito en los capítulos anteriores y son entre otras: los acoplamientos por medio de
cadenas y los acoplamientos con fluido, usados para el control de arranque suave, una
variante de estos acoplamientos con fluido, son variadores de fluido hidrostático.
ACCIONAMINTOS DE CORRIENTE DIRECTA.
Para los fines del control, el motor de corriente directa ha sido por cerca de un siglo el
caballo de batalla de la industria, para accionar estos motores tomando como
alimentación un sistema trifásico de corriente alterna, que debe ser rectificado y
eventualmente actuar como un regulador de velocidad ajustable para el motor. El
accionamiento de C.D., emplea conceptos básicos de las técnicas de conversión de potencia,
para controlar tanto la velocidad como el par del motor de C.D., considerando por supuesto
que el motor puede operar bajo diferentes condiciones de carga.
De hecho, un controlador de C.D., debe ser capaz de modificar dinámicamente distintos
niveles de salida de voltaje y corriente, para controlar par y velocidad y responder en forma
apropiada a todo tipo de cambios en las cargas, para esto, la tecnología actual usa
dispositivos de estado sólido. El circuito equivalente de un accionamiento de C.D., se muestra
en la figura siguiente: las dos principales componentes que se deben controlar son: armadura
y el devanado de campo del motor y también su corriente, el accionamiento de C.D., debe
controlar o regular el voltaje y corriente a la armadura del motor.
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En las siguientes figuras, se muestra como el voltaje en la armadura es proporciónala la
velocidad del motor y también como el par es proporcional a la corriente de armadura.
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EL PUENTE DE POTENCIA DEL ACCIONADOR.
El corazón de un accionamiento en C.D. es el puente de potencia que alimenta la armadura y
el devanado de campo del motor. El puente mas común en un sistema de dos cuadrantes, es
el llamado controlador de armadura de seis tiristores del tipo no regenerativo, por lo general
los seis SCR’s , se proporcionan en tres módulos que están separados esto forma un puente
rectificador de onda completa, cada tiristor esta controlado en forma independiente por un
circuito disparado por la compuerta. Frecuentemente están unos transformadores de pulso
que ayudan a aislar el voltaje, también se tienen una red de supresión del tipo
RC(resistor/capacitor), que limita el índice de elevación del voltaje a través de los tiristores
para reducir el riesgo de un disparo en falso.
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ARREGLOS DE ACCIONAMIENTOS RETROALIMENTADOS.
Si un accionamiento de C.D. esta diseñado para desarrollar correctamente una aplicación,
entonces debe estar preparado para usar varias formas de retroalimentación, como mínimo
deben tener una corriente y un voltaje de retroalimentación, la corriente esta directamente
relacionada con el par del motor, el voltaje esta relacionado con la velocidad.
El par del motor de C.D., esta controlado por un monitoreo continuo, obteniéndose los
valores reales relativos a la armadura, estos valores se obtienen monitoreando la corriente
trifásica al puente de potencia vía transformadores de corriente o resistores de corriente en
derivación (shunt), esto da una indicación de que valores de corriente están siendo enviados
al motor.
Estos valores de corriente son rectificados y luego asignados a un derivador para obtener el
valor deseado de corriente que puede utilizar el controlador, esta es una de las razones por la
que muchos accionadores tienen tamaños físicos similares, a pesar de tener distintas
capacidades en HP.
La retroalimentación de velocidad es un poco mas complicada, hay de hecho tres métodos
para proporcionar retroalimentación por velocidad, estos se indican en la tabla siguiente:
La forma más simple es la retroalimentación de voltaje como una señal de error en
el regulador de corriente directa
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LOS ACCIONAMIENTOS DE CORRIENTE ALTERNA.
Debido a los problemas de costo de la energía, la eficiencia de los equipos eléctricos se tenia
que incrementar y se desarrollaron nuevas formas de ahorro de energía, una que se tenia
disponible pero que no era usada, involucraba la conversión de corriente directa y, entonces,
se invertía esta energía en corriente alterna y variando la frecuencia a un motor electrico,
esta tecnología ahorra energía, pero el costo para implementar tal equipo resultaba
extremadamente alto, por lo tanto, permaneció sin usar hasta que cundió el pánico en las
compañías eléctricas. ¿Qué se debería hacer en las fabricas para reducir el consumo de
energía?. Una posibilidad era hacer cada parte del equipo tan eficiente como fuera posible,
otra fue instalar motores de corriente alterna de la llamada eficiencia-premium en
cualquier lugar donde resultara practico. El problema es: ¿qué hacer con todos los motores
de C.A. existentes y en operación?, en particular aquellos que operan a velocidad plena y que
incorporan medios mecánicos para hacerlos mas lentos, así como aquellos motores que
accionan bombas y ventiladores y reducen los flujos de líquidos o gases, que es difícil
remplazar por motores de alta eficiencia al no haber causas justificadas.
El uso de los accionamientos de C.A., ha proliferado, no solo por los programas de
conservación de la energía, también por ofrecer la posibilidad de tener mejores procesos de
control, arranques mas suaves y mejor protección, con esta proliferación se han tenido
reducciones de costos en forma importante.
Los diaves de C.A., han tenido sus principales aplicaciones en la industria, pero actualmente
tienen también penetración en el campo comercial y, en la medida que los costos bajen,
tendrá también en los hogares.
Para clasificar el concepto, un accionamiento que cambia eléctricamente la entrada
electrica a un motor se debería llamar un accionamiento electrico o mejor dicho, un
accionamiento electrónico de C.A., es electrónico debido a que actualmente los
accionamientos electrónicos combinan elementos eléctricos de potencia con tecnología de
microprocesadores para mejorar su funcionamiento.
CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS ACCIONAMIENTOS ELECTRÓNICOS DE CORRIENTE
ALTERNA.
Los principales componentes de un accionamiento electrónico de C.A. son el puente de
potencia y la sección de control, en la siguiente figura se muestra en un diagrama de
bloques simplificado las dos principales secciones de potencia: el eslabón de C.D. y el
esquema de control. El puente de potencia, la manera como deriva la retroalimentación
electrica del motor y las formas de onda de salida, definen el tipo de accionamiento a usar.
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Como su contraparte, todos los accionamientos en C.A. deben tener una sección de potencia
que convierte potencia de C.A. en potencia de C.D.
Diagrama de bloques simplificado de un accionador electrónico
de corriente alterna
En la siguiente figura, se muestra el puente convertidor, llamado también algunas veces,
el extremo frontal del accionador en C.A., el convertidor es comúnmente un puente
rectificador trifásico de onda completa.
Sección del convertidor
Comparado con el convertidor de fase controlada de los viejos accionamientos en C.A., los
convertidores actuales proporcionan una mejoría en el factor de potencia, un mejor
comportamiento a la distorsión armónica y una sensibilidad a la secuencia de fase entrante.
La siguiente componente, es el llamado bus de C.D. o filtro, que se muestra en la siguiente
figura y que es común a todos los dispositivos electrónicos de C.A., esta es la sección de los
circuitos de los accionadores donde muchos fabricantes filtran el voltaje de C.D.
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También se usan capacitores o bobinas para asegurar que el voltaje deseado de C.D., o las
corrientes de C.D. están alimentadas de la sección del invierno.
En el bus de C.D., se tienen funciones de protección valiosas, el voltaje de C.D., se monitorea
para ondas y se comparan con los limites máximos admisibles para proteger a los dispositivos
de las sobretenciones.
La porción principal de un accionamiento de C.A., es la sección del inversor, desde un
punto de vista básico, este puente de potencia es realmente la componente de diferenciación
en los accionadores, esto es, donde la energía en C.D. en voltaje constante se invierte
nuevamente a energía en C.A., a través de la red de potencia de semiconductores. Los
accionamientos en C.D., no tienen una sección de inversión, esto hace que se puedan
considerar los accionamientos en C.A., como mas complejos y caros.
Los inversores, se clasifican como de fuente de voltaje, de fuente de corriente o del tipo de
voltaje variable, dependiendo de la forma de C.D. que el inversor recibe del bus de C.D., y es
también una función de cómo el accionamiento ha sido diseñado para corregir su propio lazo
de retroalimentación electrica. Este lazo es realmente parte de una comparación con la salida
del inversor al motor y las cargas del mismo, para mantener al motor operando a la velocidad
deseada, el accionamiento debe corregir constantemente el flujo del motor.
Si el accionamiento recibe un voltaje de C.D. constante, se dice que es una “fuente de
voltaje tipo inversor” (USI); en esta condición el inversor debe poner atención tanto a la
frecuencia y a la amplitud del voltaje de C.D.
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Inversor de la fuente de voltaje
Si en cambio recibe una señal de voltaje que varia, entonces se llama “inversor de
voltaje variable” (VVI); en este caso, debido a que el voltaje es variable, el inversor esta
relacionado principalmente con la frecuencia para mantener el control.
Inversor de voltaje variable
El ultimo tipo de inversor, se denomina “inversor de fuente de corriente” (CSI), son
fuentes de C.D. desde el bus de C.D., esta corriente puede ser variable, y con el VVI, el
inversor tiene que controlar principalmente la frecuencia para una operación apropiada. Un
inversor de fuente de corriente, tiene normalmente mas componentes que uno de voltajes, y
es por lo mismo mas complejo.
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Inversor de la fuente de corriente
TIPOS DE ACCIONAMIENTOS ELECTRÓNICOS EN C.A.
Los accionamientos electrónicos de C.A. se clasifican por su uso, voltaje desde el bus de C.D.
o forma de onda de la fuente de corriente o también, por el tipo de dispositivo de potencia
usado en la seccion del inversor.
Por su aplicación, hay accionamientos de tracción en C.A., accionamientos de vector,
inversores de conmutación de carga, etc. Por su fuente de voltaje, por la fuente de
alimentación de voltaje (VSI) o de corriente (CSI).
Los accionamientos de C.A., se pueden llamar también, “de ancho de pulso modulado”
(PWM), o bien, de amplitud de pulso modulado (PAM), como su nombre los indica, se refiere
a la forma de onda de salida del accionamiento. Finalmente, los accionamientos en C.A., se
refieren como “transistorizados” (IGBT(insulated-gate bipolar transistor) y también del tipo
SCR de seis pasos.
La clasificación de los accionamientos por su función o aplicación, es una de las mas comunes
y , por los mismo, es la que se describe con mayor detalle en este capitulo, ya que los
accionamientos de C.A., se clasifican usualmente por la forma de la onda de salid.
El principal objetivo del accionamiento de C.A., es variar la velocidad del motor dando una
aproximación lo mas cercano posible a la forma de onda senoidad.
EL ACCIONAMIENTO DE ANCHO DE PULSO MODULADO.
Actualmente es el mas común, generalmente tiene transistores integrados en la sección del
inversor para facilitar el patrón de switcheo que controla el ancho de los pulsos al exterior del
motor. La frecuencia de la salida de un accionamiento PWM, se controla aplicando pulsos
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positivos en la mitad de un periodo y pulsos negativos a la siguiente mitad del periodo. El
voltaje en C.D., lo proporciona un diodo rectificador no controlado, de manera que
switcheando el transistor del inversor en posición dentro (ON) y fuera (OFF), muchas veces
por cada medio ciclo, se obtiene una forma de onda de corriente Seudo-senoidad. Estos
inversores de seis pulsos (PWM), producen algún contenido de armónicas.
PRINCIPIO DE UN ACCIONADOR PWM PARA MOTOR DE
CORRIENTE DIRECTA Y UN CIRCUITO USANDO UN
TRANSISTOR BIPOLAR
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CONVERTIDOR DE POTENCIA USADO COMO UN CONTROLADOR DE VELOCIDAD
AJUSTABLE PARA UN MOTOR GRANDE DE CORRIENTE DIRECTA
El rectificador es típicamente de 12 pulsos y suministra voltaje ajustable a la armadura del
motor, la velocidad se varia ajustando el voltaje en la armadura.
Los motores de C.D., se usan en el accionamiento de una maquinaria pesada, en capacidades
hasta 6000 HP, como los usados en el laminado de grandes bloques de metal.
Este sistema representa un controlador trifásico para motor de C.D., que no es mas que un
simple rectificador de 6 pulsos que alimenta un voltaje E a la armadura del motor de C.D. se
trata de un motor de C.D con devanado de campo en derivación (separada), que se alimenta
por medio de un campo rectificador.
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Un circuito llamado H (Figura A) que consiste de cuatro transistores arreglados, como se
muestra en la figura siguiente, se puede usar como un accionamiento reversible de motor de
C.D. en el modo PWM, estos transistores se pueden reemplazar por MOSFET o IGBT.
Existen distintas secuencias posibles de switcheo para un puente tipo H, pero la mas simple
es girando Tr1 y Tr2 ON/OFF simultáneamente y Tr3 y Tr4 en el estado opuesto. La forma de
onda a través de las terminales del motor, se muestran en la figura anterior (B), donde se
observa que el voltaje promedio varia continuamente de acuerdo con el ancho del pulso.
Una aplicación típica de los convertidores de gran capacidad, son los controladores de
velocidad de motores grandes.
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La figura anterior, representa el principio del control de armadura de un motor de C.D., en
este caso, si la excitación del campo se mantiene constante, entonces el flujo por polo es
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constante y la velocidad del motor depende del voltaje en la armadura. El ángulo de
encendido de los tristores debe ser ajustado para controlar la velocidad del motor, que varia
en proporcionó directa al voltaje de armadura (E).
EL ACCIONAMIENTO DE C.A. DE AMPLITUD DE PULSO MODULADO (PAM).
Este tipo de accionamiento está más relacionado con la amplitud del pulso que con su
frecuencia, en tanto que un accionamiento PWM y su alta frecuencia de switcheo puede
afectar el ruido audible del motor, el accionamiento tipo PAM puede tener también algunos
efectos adversos sobre el motor, incluyendo mayor calentamiento por los picos en la forma
de onda de voltaje, por lo que no son de uso muy común en la actualidad.
Los últimos métodos de diseño tecnológicos para inversores están basados en los llamados
“transistores bipolares de compuerta aislada” (IGBT), este transistor es una
combinación de las ventajas que da un transistor MOSFET y un transistor bipolar, tiene una
buena conductancia de corriente con perdidas bajas. Tiene una alta frecuencia de switcheo y
es fácil de controlar, esta tecnología ha ganado mucha popularidad, debido a que se puede
aplicar en motores hasta de varios cientos de HP. Estos transistores tienen la capacidad de
switchear a varios Kilohertz, lo que virtualmente elimina el ruido audible en el motor, lo que
era una objeción que se tenia originalmente para los IGBT.
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Otro tipo de inversor es el llamado “Inversor de fuente de corriente” (CSI), cuyo circuito
equivalente se muestra en la siguiente figura, estos inversores usan normalmente SCR’s
como switches para obtener una forma de salida de seis pasos, aquí el tiempo de conducción
de cambia hacia arriba o abajo para cada paso individual, resaltando un ciclo de tiempo mas
largo o mas corto.
De todos los accionamientos electrónicos de C.A., se cumple con la función de simplificar en
esta forma: Se toma una alimentación trifásicas de C.A. a la frecuencia del sistema de
suministro, se convierte a C.D. y se invierte de ingreso a una frecuencia variable de C.A.
CAMBIO DE VELOCIDAD CON UN MOTOR MONOFASICO DE CORRIENTE ALTERNA.
En las casas habitación, siempre esta disponible la corriente alterna monofásica y esta es una
de las razones por las que los aparatos del hogar usando siempre corriente alterna
monofásica, antes
que los controles electrónicos se hicieran populares. En los
tornamesas que usaban C..A, se aplicaba una velocidad constante y lo mismo ocurría con las
cintas magnéticas de las grabadoras, esto se lograba con un motor de C.A sincrono; ya que
se sabe que la velocidad rotacional de un motor sincrono es proporcional al número de polos,
este cncepto condujo a la conveniencia de que con dos o tres grupos de devanados con
distintos números de polo instalados en el estator se lograran distintas velocidades.
Relación entre el numero de polos, frecuencias y velocidades en
motores sincrónicas de CA.
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ACCIONAMIENTO DE VELOCIDAD VARIABLE CON FRECUENCIA CONTROLABLES.
Las desventajas de cambiar velocidades modificando el numero de polos es que las
relaciones de velocidad están limitadas a relaciones enteras, por ejemplo, 1:2,1:4 o 2:3,
debido a que el numero de polos es siempre un numero entero y definido como un numero
par.
Si se pudiera varia la frecuencia en forma continua, se tendría el accionamiento ideal de
velocidad variable. Un inversor produce frecuencia variable en corriente alterna, como se ha
indicado antes, en forma literal un inversor es un dispositivo que convierte en corriente
directa a corriente alterna, usando transistores o componentes similares de estado sólido; sin
embargo, en muchos inversores practicaos, la potencia de corriente directa, se producen en
una fuente trifásica comercial.
En la siguiente figura, se muestra el diagrama de bloque del inversor. Como se mencionado,
la etapa de convertir corriente alterna en corriente directa, se llama rectificación y se hace
con DIODOS y al dispositivo o puente, se le denomina rectificador, el inversor es la etapa de
convertir de regreso la corriente directa en corriente alterna y tiene la misma configuración
de los transistores usados para motores de corriente directa sin escobillas; este tipo de
inversor solo es aplicable en motores pequeños.
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Recientemente, los inversores han sido ampliamente usados, desde bajas hasta muy
altas potencias, una de las área de mayor aplicación, se encuentra en el control de
flujo de aire en edificios y en los inversores, es que no es tan simple construir uno a
nivel de escuela, simplemente ensamblando componentes.
EL AJUSTE DE VELOCIDAD EN MOTORES MONOFASICOS DE C.A.
Los ventiladores eléctricos normalmente están accionados por un motor de C.A. y no
siempre se usa un inversor para ajustar su velocidad. Los grandes ventiladores para
flujo de aire en los edificios o fabricas, están controlados normalmente por un
inversor; sin embargo, un inversor no es deseable para el control de velocidad de los
motores monofásicos de C.A.
Existe un método sencillo y de bajo costo que hace uso de la técnica del control del
ángulo de conducción. Si se observa la siguiente figura, las formas de onda en las
porciones (A) y (B), ilustran este concepto, el voltaje total no se aplica al motor. En
(A), el voltaje de alimentación se aplica a un tiempo de alrededor 50° con relación a
inicio de un medio ciclo, el periodo en el cual el voltaje es aplicado al motor, se llama
“Ángulo de conducción” y se denota por B es de 130° en (A).
El ángulo de conducción, se puede variar de 180° a cero (Aquí, un ciclo del voltaje
alterno, se refiere como intervalo de 360°). En el caso (B), el ángulo de conducción es
alrededor de 50° y entre mayor es el ángulo de conducción, mas para poder llevar a
cabo este control, se usa un dispositivo de estado sólido llamado TRIAC, que ha sido
estudiado previamente y es usado junto con un diodo de disparo, capacitores y un
pequeño reóstato en un circuito como el mostrado en la figura (C). En este circuito el
capacitor C1 y el diodo de disparo son esenciales para generar la señal de disparo
con un tiempo de retrazo con respecto al arranque de un medio ciclo de la fuente de
alimentación. El control de tiempo de la señal de disparo y también el ángulo de
conducción, se pueden ajustar con el reóstato.
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A Y B) principio de ajuste de velocidad de un motor monofásico de inducción por medio
de un control de condición-ángulo
C) ejemplo de un circuito practico
La alimentación al puente rectificador es Monofásica con un puente de rectificación
monofásico, controlando este voltaje de armadura.
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En la industria, los motores de CA se aplican en casos donde se requieran alta velocidad y
altos pares como bombas, ventiladores, compresores con velocidades de 1,200, 1,800 y
3,600 KPM.
Este controlador consisten de un rectificados e inversor trifásico de 6 pulsos conectando por
un enlace de CD, un reactor de amortiguamiento y un filtro, este provee un voltaje en la
sección inversora.
El rectificador se conecta a la alimentación trifásica y el rectificador a la armadura.
La frecuencia variables proporciona la sección que de hecho, es un inversor de continuación
forzada, cuyo elementos están en el mismo inversor.
El principio del control de velocidad usando un taco generado, se puede explicar por medio
del circuito simplificado de la figura siguiente, en donde se muestran solo las partes mas
importantes y los transistores se consideran como ideales.
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El principio de operación es el siguiente:
1. la instrucción de velocidad, esta dada por el voltaje (V) cuyo valor es del orden de 5V
2. El taco generador esta directamente acoplado al eje del motor y sus terminales están
conectadas de manera que un voltaje negativo es proporcional a la velocidad que
aparece en la terminal A, aquí se supone que el taco generador proporciona una salida
de 5 V a 20 rps.
3. Los resistores R1 y R2 son iguales que el punto B, el voltaje es la mitad de la diferencia
entre el voltaje en el taco generador Vf QUE ES ½ (vI – Vf) por lo tanto, cuando gira a
20 rps, el voltaje en el punto B debe ser cero, ahora la velocidad es menor que esta y
por lo tanto, aparece un voltaje positivo.
4. el transistor Tr1 y los resistores Ra Y Rb hacen un amplificador de voltaje cuya ganancia
es (RA + RB) RA por ejemplo, Si Rb =100 Y Ra = 10 la ganancia es 11. el voltaje
amplificado aparecen en el punto C.
5. El transistor Tr2 es para amplificación de potencia, en otras palabras, es un transistor
que demanda la corriente necesaria por el motor desde el punto de alimentación E.
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Controladores de voltaje de corriente alterna trifásicos
Para cargas de alta potencia, tales como grandes motores de inducción que accionan bombas
o ventiladores, se usan los controladores trifásicos. En la figura siguiente, se muestran los
circuitos de potencia para estos tipos de controladores.
Cortadores un controlador convierte
directamente un voltaje fijo de CD de la
alimentación a un voltaje variables en la
fuente de CD. Se usa para controlar la
velocidad de un motor de CD.
TON= Tiempo dentro del
cortador
T= periodo de cortador
A= relación de trabajo deseado
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En la figura a, se muestra el diagrama esquemático de un controlador reductor con un motor
como carga y en donde el switch puede ser un tiristor convencional, esto es un SCR, un
tiristor GTO o un MOSFET.
Cuando el switch se pone en posición dentro, por ejemplo en t=O, la alimentación se conecta
a la carga y Vo=V, la corriente de la carga Io aumenta, cuando S esta en posición fuera en t
= Ton, la corriente circula libre a través de Dfw y Vo=V en t=T. Ci se pone S en ON otra vez,
el ciclo se repite.
Cortador de dos cuadrantes
Una combinación de la configuración de cortadores elevador a reductor, se puede formar con
cortador de dos cuadrantes, este arreglo se muestra en la siguiente figura, si el cortador S1 y
el diodo D1, se operan, el sistema opera como un cortador reductor y la maquina de CD
opera como motor, el voltaje de salida Vo es también (cuando S1 esta dentro) o cero cuando
S1 esta fuera y D1 conduce.
El valor promedio del voltaje de salida es positivo y la corriente de salida Io circula en la
dirección positiva, y esto quiere decir que el cortador opera en el primer cuadrante.
Cuando se operan el cortador S2 y el diodo D2, el sistema opera un cortador elevador con Ea
como fuente y la maquina de CD opera en su modo de frenado renegativo, el voltaje Vo (con
S2 dentro) o V (con S2 fuera y D2 conduciendo)
Estos controladores, se usan para controlar la velocidad de lo motores de CA de inducción.
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El controlado de la figura alimenta una carga inductiva S1 y S2 son los tiristores  es el
ángulo de disparo del tiristor. El tiristor si se dispara en  y el tiristor S2 en  + cuando el
tiristorS1 se energiza en  el voltaje de alimentación se conecta a la carga haciendo Vo = V
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