El amplificador magnético como elemento de regulación automática en la industria

Abstract

El Amplificador Magnético ha encontrado aplicación en todos los problemas de automatismo, de servomecanismos, de regulación y de servosistemas. Su desarrollo ha sido favorecido por es tas técnicas nuevas. El Amplificador Magnético tiene exteriormente el aspecto de un órgano simple, robusto e insensible a las vibraciones. Su funcionamiento que tiene la ventaja de ser estático, y por consiguiente no tiene desgaste, se manifiesta absolutamente indiferente a las condiciones de ambiente severas que generalmente se encuentran en la industria. Pero esta simplicidad no es más que aparente ya que el funcionamiento interno del amplificador magnético es extremadamente complicado. Ha sido mi intención en el presente estudio poner de manifiesto la capacidad de discernimiento o llámese sensibilidad direccional de los amplificadores magnéticos dentro de sus propiedades generales de amplificación y conmutación estática. Para ello he considerado necesario exponer un estudio preliminar referente al magnetismo, las leyes principales de los circuitos magnético y el comportamiento de los materiales magnéticos. Los equipos industriales de regulación para las instalaciones de elaboración que manipulan, fabrican y mueven materiales, suelen abarcar varias o muchas secciones motorizadas independientes, cuyas operaciones están debidamente coordinadas. Además, las máquinas que suministran la fuerza motriz necesaria deben estar reguladas muy exactamente, de modo que se mantengan dentro de estrechos limites las magnitudes eléctricas, tales como la inten­sidad de-la corriente, la tensión, la potencia y las funciones mecánicas; como la velocidad, el par, la tensión y la posición. Además, como quiera que las distancias entre los motores suelen ser amplias, como, por ejemplo, en el proceso de quemado o clinkerización en un horno de la industria del cemento; la dosificación del material crudo, petróleo, y control de la velocidad rota ti va del horno, extractor y enfriador de parrilla oscilante, o en las instalaciones de un grupo caldero-turbina, el equipo regulador debe hacer que las secciones independientes operen como una sola unidad, a fin de que el material circule con la debida suavidad y uniformidad. Para llenar estas condiciones se utilizan varios tipos fundamentales de reguladores de circuito cerrado, los cuales como ya explicaremos en adelante, al estudiar los amplificadores magnéticos se excitan en parte mediante alguna formación de salida, de forma que se reduzcan al mínimo las desviaciones funcionales respecto a los valores de consigna. Un regulador consta, esencialmente, de cinco partes fundamentales, todas las cuales están relacionadas entre sí y trabajan simultáneamente para mantener la señal de salida que se requiera. Estas partes son: 1.- Uno o más manantiales de energía que sirvan tanto para accionar los diversos componentes, como para excitar el circuito de centro. 2.- Un dispositivo sensible a las señales, como un generador de tacómetro, un tubo fotoeléctrico o una caída de tensión adecuada elegida que varie directamente con la cantidad medida y que proporcione una señal eléctrica de realimentación. 3.- Un manantial de referencia, tal como un transformador de potencial constante o una alimentación de corriente estrechamente regulada, con la cual pueda compararse la señal de realimentación. 4.- Un dispositivo detector del error, es decir, la referencia entre las señales de referencia y realimentación. 5.- Un amplificador que, tras amplificar un error de señal relativamente pequeño, devuelva al equipo la suficiente energía para que éste quede convenientemente regulado. En relación con los aparatos sensibles al error, hemos de subrayar que hay circuitos accionados eléctricamente, puesto que comparan las tensiones, mientras que los circuitos de amplificador magnético comparan cantidades magnéticas para realizar análogas funciones de regulación. Ambos sistemas tienen determinadas ventajas, así como limitaciones, y se emplean a la vez profusamente; en algunas grandes instalaciones se emplean a veces los dos sistemas a la vez. A este respecto, el amplificador magnético como regulador constituye una parte de un circuito de control con realimentación, ya que enlaza la magnitud de la señal de salida con factores que tienden a causar una desviación del valor de consigna. Además, debe cumplimentar su misión con una entrada de energía muy reducida, o sea, debe tener un elevado factor de amplificación y su respuesta a las variaciones de la señal de salida debe ser muy rápida.