Estudio de un accionamiento electromecánico basado en el control vectorial de un motor síncrono de imanes permanentes superficiales de 376W para una máquina hiladora de fibra de alpaca en el contexto andino rural del Perú

[ES] En el contexto andino rural del Perú, está la provincia de Huancavelica ubicada a 3600msnm, que se caracteriza por la crianza del camélido sudamericano Vicugna pacos (alpaca) poseedora de una fibra de altísima suavidad y de finura del orden de 23 micrones de diámetro [1] que es requerida para la confección de artículos de vestir de lujo para el mercado interno y externo [2]. En la actualidad, los productores están agrupados en comunidades y llevan intentos por transformar la fibra de alpaca en hilo ya que el costo de dicha materia prima sin ningún valor agregado no les resulta rentable; en consecuencia han adquirido máquinas de hilar manuales (ruecas) y en otros casos las mismas ruecas adaptadas a sistemas de tracción con motores eléctricos que les permiten torcer la fibra (darle vueltas a una mecha de fibra) y que parcialmente producen hilo para una parte del mercado local y artesanal[3]. Sin embargo, la producción de hilo no es solo torcer la fibra; sino, además implica asociarla a un título o calibre (número de vueltas por unidad de longitud/tiempo), definir el sentido de giro de torsión (directa s o inversa z ), volver a retorcer los cabos en s o z y desarrollar el proceso a una velocidad constante y de forma permanente para obtener hilos de calidad que sean homogéneos tanto en diámetro y número de vueltas, y así evitar la formación de nudos, pelusa, irregularidades de diámetro y la fractura por el exceso de torsión[4]. Adicionalmente está la capacidad del volumen de producción que depende de la alta velocidad de torsión que en algunos casos industriales asciende hasta unos 3 m/s [5]. En tal sentido, se pretende aplicar el control vectorial FOC[6] a un motor eléctrico SPMSM de 376W para accionar una máquina hiladora que está constituida por una unidad torcedora de alta velocidad y una bobinadora que almacena el hilo. Los objetivos del accionamiento son los siguientes: 1. El torcedor debe tener velocidades de giro constante del orden de 213 vueltas por segundo para torcer hilo calibre 5 (1mm de diámetro) a una velocidad de 1 m/s. 2. Capacidad de torcer y retorcer el hilo en sentido s o z . 3. Mantener invariable la velocidad de torsión durante el proceso hilado frente al cambio permanente de la carga de la bobinadora que será accionada por el mismo motor. 4. Suministrar el par y la potencia necesarias para mantener la velocidad constante a lo largo del proceso. El accionamiento se validará por simulación mediante el software PSIM. Referencias: [1] Producción de fibra de alpaca, llama, vicuña, y guanaco en Sudamérica, Quispe, Rodriguez, Iñiguez, Mueller, Animal Genetic Resources Information, 2009, 45, 1 14.Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2009 [2] Arch. Zootec. Vol.58 Nro. 224, Córdova, 2009, issn 1885-4494. Quispe, Alfonso, Flores. [3] Mejoramiento de la producción y comercialización de la fibra de alpaca, Resol.Nro. 533-2017/gob.reg.Hvca./GGR. [4] La industrial textil y su calidad-Hilandería, F Lockuan, 2012. [5]Comportamiento friccional de hilos textiles, Boletín intertex. Naik, Escusa. [6] Control of electric machine drive systems, Seung-Ki Sul. 2011.Gonzales Saenz, W. (2018). Estudio de un accionamiento electromecánico basado en el control vectorial de un motor síncrono de imanes permanentes superficiales de 376W para una máquina hiladora de fibra de alpaca en el contexto andino rural del Perú. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/147059TFG

Sistema móvil automático para incrementar la obtención de energía eléctrica de un panel fotovoltaico en el distrito de huancavelica

La investigación surge por la existencia de una insuficiente obtención de energía eléctrica en paneles fotovoltaicos con instalación fija en el distrito de Huancavelica; por lo tanto, se buscó determinar el incremento de la energía eléctrica de un panel fotovoltaico con sistema móvil automático en comparación a otro panel fotovoltaico fijo. El estudio se desarrolló en el distrito de Huancavelica (Longitud Oeste 74°582 173 , latitud Sur 12°472 063 y altitud 3676 m.s.n.m.); la investigación contempló la revisión bibliográfica, análisis, diseño, simulación, experimentación y procesamiento de datos. Para el experimento y muestreo de datos se utilizó un aplicativo informático que fue desarrollado en el lenguaje de programación LabView y cuya interface de comunicación serial estuvo conectado al Microcontrolador PIC16F876A y la tarjeta NI 6008 de National Instruments. El experimento se efectuó durante 10 días, entre el 07 y 26 de abril de 2014 con un tiempo de muestreo de 03 minutos por cada paquete de datos en el horario de 06:00am y 18:00pm. El experimento demostró que el panel fotovoltaico con sistema móvil automático incrementa la energía eléctrica en un 27,3% con respecto al panel fotovoltaico fijo. El incremento de la energía eléctrica según la distribución horaria fue de 31,67%, 18,51% y 49,63% de la totalidad energética obtenida en los horarios de 06:00-10:00am, 10:00am-14:00pm y 14:00-18:00pm respectivamente. La ortogonalidad solar obtenida del sistema móvil automático fue de 97.92% para el eje «X» y 98,26% para el eje «Y», respaldando así el incremento energético obtenido (27,3%) en la presente investigación

Modulador por anchura de pulso sinusoidal SPWM para un inversor monofásico de 60Hz de bajo costo

El inversor monofásico es ampliamente utilizado en la conversión DC/AC de fuentes de energía de corriente continua en alterna en aplicaciones como los sistemas fotovoltaicos aislados; su conocimiento y comprensión es muy importante en la formación técnica y profesional del estudiantado en ingeniería electrónica, eléctrica o afines. Por ello, en este trabajo se ha desarrollado un modulador por anchura de pulso sinusoidal (SPWM) para un inversor monofásico, con el propósito de reproducir por etapas el proceso de conversión DC/AC sinusoidal en favor del estudiantado, ya que comúnmente la enseñanza de la conversión DC/AC están limitadas a los inversores de onda cuadrada debido a que los inversores de onda pura (sinusoidal) son costosos y vienen en equipos terminados o cajas negras que imposibilitan a los estudiantes observar las etapas del proceso, limitándolos solo a ver las entradas y salidas del sistema. En tal sentido, el desarrollo del modulador SPWM ha contemplado tres etapas: La primera, el desarrollo del conformador de pulsos del modulador SPWM para el control del inversor monofásico, la segunda, corresponde al acoplo del modulador SPWM con el inversor, finalmente, el filtrado de la señal de salida del inversor monofásico modulado con SPWM. El experimento, evidencia el proceso de conversión DC/AC sinusoidal utilizando un Atmega 328P, L298N, batería (6V) y filtro RC, la frecuencia de la sinusoide obtenida del inversor es 60 Hz con una distorsión armónica total (THD) del 8.98% que es inferior al 47.30% de THD de la onda cuadrada del inversor monofásico sin modulador SPWM