El regular voltaje automático (conocido también como AVR), tiene un papel fundamental a la hora de generar y transportar energía eléctrica en la estabilidad de sistemas eléctricos de potencia para que las personas puedan tener luz en su casa, pero en ocasiones no siempre se cumplen debido a problemas o dificultades con transportar energía.
Pero, ¿cuál es la función del AVR?, este activa a un generador síncrono, el cual hace que produzca un voltaje y se pueda transportar energía eléctrica.
Los generadores de energía eléctrica están sometidos a problemas y variaciones, por lo que se debe garantizar voltaje y frecuencia constante, por ello la necesidad de implementar sistemas de control que permita responder rápidamente a las variaciones de voltaje durante una operación normal, anormal o de emergencia del sistema, ¿qué quiere decir esto?, que para que el AVR funcione, necesita ser controlado o manipulado mediante un elemento como es el Control Lógico Programable (PLC).
El llamado PLC es el que se utiliza para poder controlar o manipular al AVR de manera fácil, rápida y segura, con ello también se puede incluir candados para evitar todas las posibilidades de riesgo, tanto para las personas como para el sistema AVR.
Para que este sistema AVR pueda ser activado y verificar el estado en el que se encuentra, se necesita de una pantalla touch llamada HMI, en la actualidad estas se utilizan para representar de forma idéntica a la realidad de los procesos, permitiendo a los operadores una interrelación de los equipos físicos con los equipos virtuales.
Al saber la importancia que tiene el AVR en la actualidad, se realizó un sistema de manera virtual, el AVR realizado está compuesto por diferentes elementos, para hacer la simulación con datos reales, se obtuvieron de componentes físicos que se tienen en la UTVM, los cuales son: un generador síncrono con voltaje generado 220 a 380 V, para impulsar mecánicamente al generador se utiliza un motor de la marca Vector, para que el motor se pueda controlar se necesitó de variador de frecuencia de la marca Baldor, en la parte de control se utiliza un PLC modelo 315 2DP de Siemens, el excitador a base de tiristores y el sensor para la realimentación o enviar señales al AVR.
Es importante mencionar que para que el PLC funcione y pueda hacer que el generador síncrono proporcione energía eléctrica en el valor deseado, se utilizó el controlador PID mediante la técnica de Ziegler-Nichols con el método uno en la plataforma de MATLAB.
Considerando que este proyecto se realice de forma real, se elaboró el diseño eléctrico del sistema en la plataforma CAD, donde se muestra el flashing, un excitador a base de tiristores (SCRs), el generador síncrono, un transformador de 380 a 12 volts, variador de frecuencia, motor y el diseño del sensor para la lectura de voltaje conectado al PLC.
Teniendo la información del sistema AVR en MATLAB y MULTISIM, se procedió a diseñar el AVR en TIA PORTAL. Las plataformas aquí mencionadas son softwares que se programan para realizar este proyecto simulado. Con esto se pretende mostrar que existen oportunidades de mejora para aplicar estas técnicas las cuales pueden ser punto de partida para nuevas investigaciones.
Karina García Sánchez
Maestría en Ingeniería en Mecatrónica
