M du lo 12 Sis tem a El c t r ic od e Po te nc ia

Curso d e M an te nc i n d eCam io ne s Kom a tsu 9 3 0 E - 8 3 0 E

Ve rs i n Im p r im ib le

2M du lo 12 Sis tem a El c t r ic o d e Po te nc ia1. Ob je t ivo sDescribir la estructura y funciones de los componentes delsistema elctrico de potencia del camin de extraccin yexplicar los procedimientos de Mantencin y normas deseguridad correspondientes.

2 . 8 3 0 E2 .1 De sc r ip c i n Gene ra lLa fuente de energa para operar el camin 830E, es unmotor diesel al que se encuentra acoplado un alternador.El alternador convierte la energa mecnica del motor dieselen energa elctrica la que mediante sistemas de control ycomandos har posible los movimientos del equipo.Laenergaelctricaproducidaporelalternador,escontroladapor un Sistema Control para ser aplicada a los motores detraccin, los que accionaran las ruedas del equipo pararealizar los movimientos de avance, retroceso y direccindel movimiento. Esto es una conversin de energa elctricaa mecnica.Laenergaqueposeeel equipo unavezqueestesehapuestoen movimiento, se utiliza para producir el efecto de retardodinmico, el que reduce la velocidad del camin segn losolicite el operador. Esto se consigue transformando losmotores de traccin en generadores, los que giran por laenerga de movimiento de la rueda del camin, produciendoenerga elctrica controlada por el sistema de Control. Estaenerga es conducida a grupos de resistencias elctricas(Banco de parrillas), en donde el paso de la corrienteproduce energa calrica. La energa calrica se disipafinalmente por el paso de un caudal de aire producido porun sistema de ventilacin (Motor blower).Los controles elctricos del equipo dan una operacinsuave en respuesta a las seales recibidas por el operador,con esto el operador queda habilitado para:1. Acelerar desde la velocidad cero hasta la velocidadmxima presionando un pedal de aceleracin.2. Tener el control pleno de la velocidad del camin, siempreque esta velocidad este dentro del valor mximo permitidosegn la relacin carga, velocidad y pendiente, a travs delretardo dinmico, presionando el pedal de retardo. Si lavelocidad esta fuera del rango mximo permitido, se deberdisminuir esta aplicando el pedal de freno de servicio, hastaque se obtenga la velocidad de control permitida.3. Obtener o seleccionar la direccin del desplazamientodel camin segn requerimiento, a travs de un selector demarchas.

2 .2 Com p onen te s 8 3 0 EEl sistema de Propulsin y control Elctrico del camin estaformado por los siguientes componentes principales:1. Alternador principal2. Soplador de Aire para enfriamiento de componentes3. Ruedas motorizadas4. Motor soplador para enfriar las resistencias de retardo5. Sistema de Control6. Conjunto de Resistencias de Retardo2 .2 .1 A lte rnad o rEl alternador, General Electric modelo 5GTA26 es de rotorde ocho polos salientes, trifsico, autoexcitado con estatorconectado en estrella y devanados terciarios. Esta montadosolidariamente el motor diesel y es movido por el cigeal.El rotor del alternador en la parte delantera se apernadirectamente al cigeal del motor diesel a travs de unapalanca adaptadora y una placa flexible. En la parte trasera(lado de los anillos colectores), el rotor est soportado porun rodamiento de bolas.Al ser accionado por el motor diesel, se produce una energaelctrica (CA), la que es enviada a un panel rectificador endonde se transforma a corriente continua. Esta corriente esenviada a los campos de los motores de traccin, al sistemade excitacin para el campo del alternador y a los motoresde traccin.2 .2 .2 Sop lad o r d e A ireAl aire de refrigeracin para el alternador, los motores detraccin y a los gabinetes de control lo suministra de unsoplador integral que esta montado sobre el eje del rotor enla parte exterior del rodamiento del alternador. Las carcasadeeste soplador esta hechade fibra devidrio para minimizarel peso. El aire que entrega el soplador es de 2500 pies porminuto con una diferencial de presin de 2,5 de agua.Este soplador no requiere mantencin especial y solo secontrola por daos estructurales en su rotor o carcasa.2 .2 .3 Rueda M o to r izad aLa rueda motorizada modelo GE788, es un motor decorriente continua, 4 polos, diseado para 2350 RPM comomximo, ventilado por aire del soplador.Durante la propulsin, la energa elctrica aplicada al motorproduce la rotacin de la armadura la que se conecta a lasruedas a travs de un sistema de reduccin por engranajesplanetarios.En retardo dinmico, la energa mecnica que produce elcamin durante su movimiento, es convertida en energaelctrica por conversin del motor de traccin a generador.Esta energa elctrica es disipada como calor a travsde un conjunto de resistencias elctricas ubicadas en laplataforma del camin.

3M du lo 12 Sis tem a El c t r ic o d e Po te nc ia2 .2 .4 M o to r So p la d o rEl Motor Soplador es una unidad modelo 5GY19A decorriente continua, de cuatro polos en serie con polos deconmutacin que est montado dentro de la caja de losconjuntos de resistencias de retardo. Tiene montado dosventiladores, uno en cada extremo del eje de la armadura,la cual suministra aire para disipar el calor del conjunto deresistencias durante la aplicacin del Retardo Dinmico.Cada ventilador est parcialmente encerrado en unaextensin de la estructura, la cual contiene guas que dirigenel aire en direcciones opuestas axialmente al eje del motor yhacia fuera en cada extremo.ElMotorSoplador estaconectado a travsdeuna resistenciaen el circuito de Retardo Dinmico y es accionado por elvoltaje que se produce a travs de las Resistencias deRetardo cuando la corriente fluye durante esta aplicacin.Como la corriente y el voltaje son valores variables durantela aplicacin del Retardo Dinmico, la velocidad del MotorSoplador ser variable en forma directamente proporcionala estos valores.De acuerdo al camin, se encontrara conjuntos deResistencias deRetardo con uno o dosMotores Sopladores.En ambos casos los ventiladores son iguales y solo sediferencian en su montaje.2 .2 .5 Sis tem a de Con t ro lEl alto voltaje para la Propulsin y la potencia durante elRetardo dinmico, requiere regulacin. Esta regulacin laproporciona el sistema de control, que consiste en varioscontactores, un panel de tarjetas electrnicas adems deotro paneles montados en el grupo de control.En nuestros camiones 830E se encuentran 2 tipos decontrol, el sistema statex II y statex III. La regulacin de lacorriente de campo del alternador y la velocidad del motordiesel determinan la corriente de armadura del motor detraccin. La regulacin de la corriente de campo del motorde traccin determina la potencia de este.El sistema de control responde a seales elctricasgeneradas por el operador desde la cabina y varias sealesde retroalimentacin generadas por componentes dentrodel sistema. Estas seales monitorean voltaje, corriente,velocidad, etc. En los diferentes puntos del equipo.El panel de tarjetas electrnicas es el cerebro del Sistema deControl. Este monitorea una variedad e seales y establececiertas seales de salida que finalmente resultan en unaregulacin total del sistema.El sistema de 24 Volts de corriente continua energizael sistema de control que regula la aceleracin, retardodinmico y direccin.

Este sistema est centralizado en los gabinetes de controlen el cul se incluyen los paneles de la excitacin estticatanto de los campos de los motores de traccin como delalternador principal y adems estn controles ubicados enla cabina del operador.2 .2 .6 Co n jun to d e Re s is te nc ia s d e Re ta rd oEl conjunto de Resistencias de Retardo esta formado porvarios paneles de resistencias individuales que conectadosentre si proporcionan la capacidad de retardo. Los conjuntosestn montados en la plataforma al costado derechodel camin y forman un solo conjunto con los motoressopladores incluidos.De acuerdo a la forma del panel de la resistencia, se usa untipo de resistencias: Tipo B, modelo 108, 120 y 123.En los camiones nmeros 12 al 27, la capacidad mximade retardo es 4000 HP. La disipacin del calor generadodurante el retardo se produce por la corriente de aire que sehace pasar a travs de este conjunto.2 .3 Op e ra c i n d e Sis tem a de Po te nc iaEl sistema de potencia en el camin 830E funciona bajo dosmodos principales de operacin: el modo de propulsin y elmodo de retardo dinmico.2 .3 .1 M odo d e Pro p u ls i nCuando el operador presiona el pedal de aceleracinel sistema de control entra en el modo de propulsinprincipalmente producindose el cierre de los contactoresprincipales P1 y P2. El equipo se pondr en movimientosegn la seal quea travs el pedal envael operador. Enestemodo el alternador comienza generar corriente alterna, queser rectificada por el sistema para ser enviada a los camposy armaduras de los motores de traccin, producindose elcierre los contactores principales P1 y P2.2 .3 .2 M odo d e Re ta rd o D inm ic oCuando el operador presiona el pedal de Retardo Dinmicoo el camin excede el ajuste de automtico (R.S.C.)sobrevelocidad o retardo manual, el circuito del retardodinmico se activa causando que los motores de traccinacten como generadores. El movimiento del camin causaque las ruedas motorizadas roten, generando una salida decorriente continua (C.C.) que se aplica a las Resistencias deRetardo. Esa carga, se opone a la rotacin de la armadurapara disminuir la velocidad del camin.La corriente generada en los motores de traccin sedisipa en las Resistencias de Retardo en forma de calor.La refrigeracin de estas Resistencias se realiza a travsde un soplador alojado a su costado. Esta refrigeracinse obtiene mediante un motor de corriente continua (C.C.)que acciona un ventilador, soplando aire a travs de lasResistencias de Retardo.

4M du lo 12 Sis tem a El c t r ic o d e Po te nc ia2 .3 .2 .1 Func io nam ie n to d e l M o do Re ta rd oAl aplicar el pedal de retardo o al conectar el RSC o si elequipo entra en modo de sobre velocidad, el modo depropulsin se desconecta y para ello los contactores depotencia P1 y P2 se abren. Los primeros contactores queentran en el modo de retardo son RP1 y RP2.En la medida que el equipo disminuye la velocidad, seva produciendo la entrada de los contactores de retardoextendido, RP3, RP4, RP5, RP6, RP7, RP8, RP9, que lepermiten al camin mantener el efecto de retardo hasta unavelocidad de 4 MPH. Al partir de esa velocidad el operadordebera aplicar el freno de servicio.2 .4 M an te nc i n2 .4 .1 M an te nc i n d e l A lt e rnad o rCada 500 horas se realiza una revisin del Alternador porpersonal elctrico y mecnico de acuerdo a las indicacionesde la Pauta de Mantencin respectiva. Para cada uno deestas revisiones existen los Procedimientos de Mantencinlos cuales deben cumplirse fielmente.2 .4 .2 M an te nc i n d e la Rueda M o to r izad aSemanalmente se realiza una mantencin de la ruedamotorizada y est indicada en la Pauta de MantencinSemanal, la que bsicamente consiste en revisin decarbones y soplado.Laboratorio predictivo, realiza anlisis y refiltrado del aceitedelatransmisinenformaperidicaparadeterminarposiblesdesgastes anormales en la parte del sistema de planetariosy posible ingreso de elementos en el lubricante.Cada 500 horas se realiza una revisin de la RuedaMotorizada por personal elctrico y mecnico de acuerdo alas indicaciones de la Pauta deMantencin respectiva. Paracada uno de estas revisiones existen los Procedimientos deMantencin los cuales deben cumplirse fielmente.2 .4 .3 M an te nc i n d e l M o to r So p la d o rCada 500 horas y semanalmente se realiza una revisin delMotor Soplador por personal elctrico la que bsicamenteconsiste en revisin de carbones y soplado. Para cadauno de estas revisiones existen los Procedimientos deMantencin los cuales deben cumplirse fielmente.

3 . 9 3 0 E3 .1 De sc r ip c i n Gene ra lEl principio de funcionamiento de este camin es elsiguiente, el motor diesel acciona un alternador en lnea avelocidad de motor.El alternador produce corriente AC la que es rectificada aDC dentro del gabinete de control principal.La potencia DC rectificada se vuelve a convertir en AC atravs de grupos de dispositivos llamados inversores,tambin dentro del gabinete de control principal. Cadainversor consta de seis mdulos de fase bajo el control deuna unidad de accionamiento de compuerta (GDU). CadaInversor de Energa AC invierte el voltaje DC rectificado yentrega energa de voltaje y frecuencia variables a cada unode los Motores de Traccin de Induccin AC.Los dos Motores de Traccin de Induccin AC, cada unocon su propio Inversor, estn conectados en paralelo. Lasalida rectificada del Alternador llega a cada inversor. LosInversores cambian el voltaje rectificado a AC, conectandoy desconectando (interrumpiendo) el voltaje DC aplicado aestos.El campo del alternador es suministrado por un bobinadoterciario en el alternador y es controlado por un puenterectificador controlado de silicio (SCR). Un circuitoamplificador de partida energiza inicialmente el alternadordesde las bateras del camin, hasta que el flujo se acumulelo suficiente para mantener la excitacin.Se emplea un paquete de rejilla de resistencias para disiparla energa de los motores de traccin (que operan comogeneradores), cuando estn en elmodo de retardo dinmico.La energa total de retardo producida por los motores detraccin es controlada por dos inversores con motor. Lacantidad de energa de retardo disipada por el paquete derejillas es controlada por un circuito Interruptor GTO y porcontactores controlados por etapa.El PSC (Sistema de control de la Propulsin), montadoen el Gabinete de Control Elctrico principal, determinalas velocidades ptimas de operacin del motor, en basea lo que pide el operador, a las exigencias del sistema depropulsin, y al eficiente uso del combustible. Las interfacesentre el PSC y el sistema de frenos del camin permiten queel PSC proporcione retardo apropiado, frenado y control dedeslizamiento de las ruedas.El PSCentra en comunicacin con la Interface deControl delCamin (TCI), montada en el Gabinete de Interfaz Elctrica,montado detrs de la cabina, al lado del gabinete de controlelctrico. Las seales de control y estado del sistema setransmiten y se reciben entre estos dos componentes. Un

5M du lo 12 Sis tem a El c t r ic o d e Po te nc iaenlace en serie RS422 permite al TCI acceder a datos detiempo real e informacin de eventos, almacenada en elPSC para su despliegue en la Pantalla de Informacin deDiagnstico (DID) ubicada en la cabina, detrs del asientodel operador.3 .2 Com ponen te s 9 3 0 EEl sistema de mando del 930E-3 - AC consta de lossiguientes componentes principales: Alternador principal Soplador de aire en lnea Inversores de Energa AC Rectificador Principal Motores de Traccin por Induccin AC Conjunto caja de parrillas Motor soplador para enfriar las resistencias de retardo3 .2 .1 A lte rnad o r p r inc ip a l (GE-GTA4 1)El motor diesel acciona un alternador en lnea a velocidaddel motor. El alternador produce corriente AC que esrectificada a DC dentro del gabinete de control principal.La corriente DC rectificada se vuelve a convertir en AC pormedio de grupos de dispositivos llamados inversores,tambin dentro del gabinete de control principal. Cadainversor consta de seis mdulos de fase bajo el controlde una unidad de accionamiento de compuerta (GDU). LaGDU controla la operacin de cada mdulo de fase. Cadamdulo de fase contiene un interruptor de estado slidoenfriado por aire conocido como tiristor de desconexinde compuerta (GTO). El GTO activa y desactiva un cicloa diversas frecuencias para crear una seal de energa ACdesde el suministro DC. La seal de energa AC producidapor cada inversor es unaseal devoltaje variabley secuenciavariable (VWF). La frecuencia y el voltaje se cambian paraajustarse a las condiciones de operacin.

3 .2 .2 Sop lad o r d e a ire e n lne aEl aire de enfriado para el Alternador, Gabinete de Control ymotores de traccin es suministrado slo por un conjuntode Ventilador dual en lnea, montado en la parte posteriordel alternador. Este soplador proporciona aire de enfriadoa los motores de traccin, inversores de propulsin, yinterruptores de retardo dinmico. Este soplador cuentacon 12.000 cfm (340 m3/min).

3 .2 .3 Inve rso re sCada mdulo de fase contiene un interruptor de estadoslido enfriado por aire el que se denomina como tiristorde apagado por compuerta (GTO). El GTO completa unciclo de encendido y apagado a diversas frecuencias paragenerar una seal de energa AC a partir del suministroDC.La seal de energa AC generada por cada inversor es unaseal de voltaje variable, de frecuencia variable (PWM).La frecuencia y el voltaje cambian para coincidir con lascondiciones de operacin.El aire de enfriado para el grupo de control y los motoresde rueda, as como tambin el alternador, es proporcionadopor ventiladores duales en el eje del alternador.

6M du lo 12 Sis tem a El c t r ic o d e Po te nc ia3 .2 .4 M o to re s d e Tra c c i n p o r Ind uc c i n ACLosdosMotoresdeTraccinpor InduccinAC,cadauno consu propio Inversor, estn conectados en paralelo a travs dela salida rectificada del Alternador. Los inversores cambianel voltaje rectificado a AC, conectando y desconectando(interrumpiendo) el voltaje DC aplicado.

El voltaje y frecuencia de salida AC se controlan paraproducir un deslizamiento y eficiencia ptimos en losmotores de traccin. A bajas velocidades, el voltaje desalida rectificado del alternador (enlace DC o bus DC)es interrumpido con patrones llamados modulacin deamplitud de pulso (PWM) de la operacin del inversor. Amayores velocidades, el voltaje de enlace DC se aplica alos motores que usan la operacin del inversor de ondacuadrada. El voltaje de enlace DC depende del Controladordel Sistema de Propulsin (PSC) y de las RPM del motordurante la propulsin. El voltaje de enlace variar entre 600y 1400 volts durante la propulsin, y entre 600 y 1500 voltsdurante el retardo.Ca rac te r s t ic a sRuedas Motorizadas .......... Motores de Traccin porInduccin AC GDY106Relacin de Engranaje Estndar* .......................... 32.62:1Velocidad Mxima .............................. 40 MPH (64.5 km/h)*NOTA: La aplicacin del motor de rueda depende del GVW,pendientey largodelcamino, resistenciaalarodadura,yotrosparmetros. Komatsu y G.E. deben analizar cada condicinde trabajo para asegurar una aplicacin apropiada.

3 .2 .5 Co n jun to c a ja d e p a r r illa sSe emplea un paquete de rejilla del resistor para disipar laenerga proveniente de los motores de traccin (que operancomo generadores), cuando estn en el modo de retardodinmico. La energa total de retardo producida por losmotores de traccin es controlada por los dos Inversoresdel motor. La cantidad de energa de retardo disipada por elpaquete de rejillas es controlada por un circuito InterruptorGTO y por contactores controlados por etapa.

3 .2 .6 M o to r so p la d o rEl Motor Soplador es una unidad modelo 5GY19AL6corriente continua, de cuatro polos en serie con polos deconmutacin que est montado dentro de la caja de losconjuntos de resistencias de retardo. Tiene montado dosventiladores, uno en cada extremo del eje de la armadura,la cual suministra aire para disipar el calor del conjunto deresistencias durante la aplicacin del Retardo Dinmico.Cada ventilador est parcialmente encerrado en unaextensin de la estructura, la cual contiene guas que dirigenel aire en direcciones opuestas axialmente al eje del motor yhacia fuera en cada extremo.