Desarrollo de un laboratorio modular y flexible para prácticas de accionamientos eléctricos, electrónica de potencia y control, con procesamiento digital de señales y redes de comunicación, LABOPOT

La necesidad de formar ingenieros con habilidad para afrontar problemas relacionados con la electrónica de potencia como el incremento en la eficiencia de los sistemas de conversión de energía, la reducción del consumo de stand-by de los equipos residenciales e industriales, la transmisión y distribución eficiente de energía eléctrica entre otras, ha sido ampliamente discutida en el ámbito mundial [1]-[4]. La necesidad cada vez más apremiante de aprovechar al máximo cada kilovatio disponible y de usarlo de la forma más racional posible, exige ingenieros concientes de la problemática energética y conocedores de las técnicas necesarias para controlar el flujo de potencia eléctrica y mejorar el desempeño de los procesos de transformación de energía [5]. La tendencia en los estudiantes de pregrado de las carreras de ingeniería, es orientarse hacia el uso de técnicas digitales y de sistemas programables para automatizar procesos productivos, reduciendo considerablemente la base de ingenieros interesados en los problemas relacionados con la electrónica industrial y de potencia [6]. El interés en la electrónica de potencia, se reduce entre otras causas, por la falta de laboratorios de experimentación directa, o por la necesidad de los estudiantes en sus cursos, de construir módulos de conversión de energía, para estudiar la fenomenología asociada. Muchos de estos módulos requieren tiempo para el diseño y la implementación, lo cual hace que se tomen alternativas más sencillas, como la simulación. Como ejemplo, el diseño e implementación de un conversor DC/DC requiere conseguir los dispositivos, cuya disponibilidad no está garantizada en el mercado local, y el diseño del circuito de retroalimentación; haciendo que para llevar a cabo esta práctica se deba disponer de varias semanas. En conversión de energía mediante electrónica de potencia no solo se enfrenta esta etapa de conversión de energía, sino otras más como conversión AC/DC, DC/AC, AC/AC. Es por esta razón que se plantea el diseño y construcción de un sistema modular de control de máquinas eléctricas rotativas como aplicación directa de las etapas de conversión de energía, con el cual, el estudiante sea capaz de escoger los módulos necesarios, analizarlos, cambiar los parámetros de control, implementar nuevas topologías y construir un controlador para una máquina real. Con la realización del proyecto se pretende desarrollar una herramienta para la docencia en conversión de energía eléctrica mediada por dispositivos electrónicos de potencia y para la investigación en algoritmos de control aplicados a máquinas de corriente alterna y continua. La medición de variables eléctricas asociadas al control de máquinas rotativas, podrá hacerse mediante una red industrial CAN a escala, simulando las condiciones de un proceso real. Esta herramienta servirá no solo para uso de estudiantes de ingeniería electrónica sino también para estudiantes de ingenierías relacionadas con el control de procesos, quienes podrán evidenciar el comportamiento de motores y de controladores, al mismo tiempo que estudian el comportamiento de las variables eléctricas involucradas en el control. Desde esta perspectiva, el proyecto es un proyecto de desarrollo de gran utilidad que permitirá en un futuro brindar asesoría a las empresas de la región en cuanto a métodos de control de máquinas y conversión de energía con propósitos de ahorro de energía e incremento de la eficiencia en dichos procesos.