jueves, 16 de diciembre de 2010

¿qué conversión necesito? Vol 4. El controlador



Buenos días.

Teníamos bastante olvidada esta sección, con lo que vamos a tratar de remediarlo de inmediato con unos cuantos artículos acerca de otros tantos componentes esenciales de una conversión.

Hoy vamos a hablar del controlador, que no, no es ese señor que tan de actualidad está estos días y cobra tanto...

El controlador es el equipo que regula la intensidad que le llega al motor eléctrico. Esto es, si conectásemos directamente el motor a las baterías, el motor comenzaría a girar "a tope" hasta que se agotasen las baterías o desconectásemos el interruptor. Esto no es lo que queremos. Lo que queremos es poder regular a nuestra voluntad la potencia (y velocidad de giro) de nuestro motor.

Adicionalmente, en el caso de que tengamos posibilidad de frenado regenerativo, el controlador va a ser el encargado también de operar esta función. Si hiciesemos una analogía con un Scalextric, el controlador sería el "mando del gas".

Los controladores son de diversos tipos, en función del tipo de motor al que tienen que alimentar. Así pues, no será igual un controlador para un motor DC Serie que para un motor AC con frenado regenerativo.

Un controlador DC se compone básicamente de una electrónica de potencia que se dedica a introducir "pulsos" de corriente al motor. Esto es, lo conecta y desconecta de la batería muchas veces por segundo. (en torno a unas 8.000). El tiempo que dura el tiempo de conexión frente al de desconexión es el que va a determinar cuanta energía real le llega al motor. Este tipo de controladores se llama controladores "PWM", "Pulse Width Modulation", o "modulación del ancho de pulso".

Veamos la siguiente gráfica como ejemplo: Si nos imaginamos un intervalo de tiempo determinado (uno cualquiera de esos 8.000 intervalos por segundo)


En ella vemos que en la duración del periodo podemos tener distintos tiempos de "conexión". Mayores duraciones del tiempo de conexión suponen mayores voltages medios durante el periodo y mayor energía entregada al motor.

Para los controladores de motores AC la cosa se complica, pues ya no vale con hacer la conexión-desconexión del motor sin más. Ahora es necesario crear una corriente alterna trifásica y variar su frecuencia y duración de pulso. Con lo cual, en la práctica, un controlador AC por dentro ha de tener "el triple" de "cosas" que uno de contínua.

Tanto en los controladores AC como en los DC tenemos una entrada de señal de acelerador, que generalmente suele ser un potenciómetro de 0 a 5K. Los nuevos controladores admiten señales por CANBus, por lo que pueden ser alimentados directamente con los aceleradores electrónicos de los coches modernos.

Hay multitud de controladores disponibles en el mercado, pero todos ellos tienen dos características básicas: El voltaje máximo que pueden soportar y la intensidad máxima que pueden manejar, tanto en contínuo como en pico.

Así pues, en función del voltaje que hayamos seleccionado para nuestro motor y baterías, deberemos seleccionar el voltaje del controlador.

La intensidad máxima que puede manejar el controlador va a suponer, de facto, el límitante de potencia real de nuestro motor. Esto es, si la batería puede darnos 1000 A, el motor puede admitirlos pero el controlador no es capaz de manejar más 500 A, nuestro motor sólo recibirá un máximo de 500 A, por lo que la potencia que entregará será justo la mitad de la que se esperaba obtener con 1000 A.

Los controladores suelen ser programables, de manera que, mediante una herramienta adecuada se puede acceder a su configuración, con el objeto de poder ajustar tanto las corrientes (mínima, máxima, etc), como las seguridades (voltaje mínimo y máximo de batería), respuesta al acelerador, fuerza del frenado regenerativo... etc etc.

Ya por último comentar que los controladores son unos equipos de alta eficiencia, superior al 95%, esto quiere decir dos cosas, la primera que el 95% de la energía que toman de la batería llega efectivamente al motor y segunda, que el 5% restante se transforma en calor. Esto es, los controladores se calientan, tanto más cuanto mas alta es la intensidad que circula a través de ellos. Para evitar sobrecalentamientos, hay que refrigerarlos. Los modelos normales suelen estar refrigerados por aire, a través de un radiador de aletas. Para los modelos mas potentes y de competición, suele ser habitual instalar refrigeraciones líquidas.

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