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

Abstract

[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.