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La batalla por el control: Arrancadores suaves contra los variadores de frecuencia
Published: 16/02/2023
La batalla por el control: Arrancadores suaves contra los variadores de frecuencia
A la hora de decidir entre un arrancador suave y un variador de frecuencia, a primera vista parecen prácticamente iguales.
Sólo sobretensiones. La forma en que se distinguen es cócuando examinamos más de cerca la funcionalidad y las capacidades de cada dispositivo vemos su verdadero potencial. Ambos tienen una forma de controlar la corriente y la cantidad de potencia que llega al motor, y ambos equipos pueden evitar lasmo funcionan para seguir este proceso operativo.
¿Cuáles son las diferencias?
A la hora de elegir entre un arrancador suave y un variador de frecuencia, debemos profundizar en el funcionamiento interno de cada dispositivo.
Un arrancador suave (normalmente un dispositivo trifásico) consta de seis tiristores, capaces de arrancar el motor suavemente, evitando cualquier bache en el camino hasta alcanzar el nivel de potencia deseado. El tiristor es un dispositivo semiconductor de estado sólido y, dentro de él, hay tres elementos. El cátodo y el ánodo trabajan conjuntamente con la puerta lógica para conseguir este efecto gradual. Una vez que un impulso llega a la puerta lógica, ésta se abre permitiendo que la corriente fluya del ánodo al cátodo y finalmente al motor. Los tiristores aplicados al motor permiten apagarlos, impidiendo que el impulso llegue a la puerta y limitando el nivel de corriente que llega al motor. En su lugar, la corriente llegará gradualmente al motor, permitiéndole arrancar lentamente hasta alcanzar la velocidad máxima antes de desacelerar lentamente de la misma manera.
El variador de frecuencia de CA también tiene una tríada en su núcleo, formada por un rectificador, un filtro y un inversor. El proceso es el siguiente: el rectificador transforma la tensión alterna en continua, pasa al filtro, que la limpia mediante condensadores para proporcionar una potencia más suave, y finalmente llega al inversor, donde se utilizan transistores para transmitir esta tensión continua al motor en formato de hercios. Al igual que los arrancadores suaves, los variadores de frecuencia son capaces de comunicarse con el motor para establecer unas RPM específicas.
En pocas palabras, la diferencia es la velocidad a la que se permite que funcione el motor. El variador de frecuencia arranca lentamente el motor y después le ofrece la opción de mantener el control sobre esta velocidad. Por el contrario, el arrancador suave arranca lentamente el motor hasta que alcanza la velocidad máxima (o la velocidad programada) y sigue funcionando a esta velocidad hasta finalizar su proceso.
What are the deciding factors?
Una pregunta que se hacen muchos jefes de mantenimiento es "¿Debo utilizar un arrancador suave o un variador de frecuencia?". Pues bien, la conclusión depende totalmente de sus requisitos específicos y de cómo le guste dirigir el espectáculo.
¿Necesitas un control total de cada etapa de un proceso?
El variador de frecuencia tiene más posibilidades de personalización de la velocidad, pero si tu proceso sólo requiere control durante el arranque y el apagado, te bastará con un arranque suave.
¿De qué espacio dispone en tus instalaciones?
Los arrancadores progresivos suelen tener un diseño más compacto que los variadores de frecuencia, por lo que si no dispone de mucho espacio y se adapta a sus necesidades, éste puede ser el adecuado.
¿Qué dispositivo se ajusta a tu presupuesto?
El arrancador progresivo tiene un precio más bajo, pero el variador de frecuencia tiene funciones mejoradas, lo que supone un mayor desembolso inicial. Sin embargo, el ahorro económico a largo plazo puede inclinar la balanza a su favor.
Lo anterior cubre los factores adicionales a tener en cuenta a la hora de hacer una elección tan divisoria, sin embargo, la consideración principal es la aplicación. Ya sea en un sistema automatizado industrial o en un edificio comercial, el dispositivo elegido para arrancar un motor es crucial para garantizar un proceso sin problemas. Los variadores de frecuencia o arrancadores suaves son tecnologías esenciales en una amplia gama de industrias y aplicaciones.
La industria manufacturera es sin duda la más afectada por esta decisión. Muchas líneas de producción deben satisfacer altos niveles de demanda y producir con precisión productos de alta calidad constante. La tecnología de montaje en superficie desplaza los componentes designados a la ubicación deseada y es uno de los equipos más utilizados en la industria. La incorporación de un variador de frecuencia permite que este movimiento sea increíblemente preciso, ya que el motor recibe información sobre la ubicación en la que debe colocar el componente. El proceso es fluido y se completa en un abrir y cerrar de ojos. Los usos de un VFD van más allá del propio proceso de fabricación y se extienden al ámbito del embalaje de los productos. El motor tiene capacidad de rotación y, cuando está controlado por el variador de frecuencia, es capaz incluso de construir el propio embalaje en forma de caja utilizando brazos robóticos. Si cree que el uso de un variador de frecuencia termina aquí, está muy equivocado. Una vez listos para la entrega, los productos se trasladan a la zona de distribución y, cuando esto no puede hacerse manualmente, se utiliza un motor. A medida que el operario aumenta la carga, el variador de frecuencia permite que el accionamiento controle el par, proporcionando una entrega constante y suave. En resumen, este dispositivo tiene un gran impacto en cada etapa de la fabricación, desde la producción en masa de mercancías hasta el transporte de artículos, optimizando tu proceso de automatización.
Aunque tanto los arrancadores suaves como los VFD pueden utilizarse para arrancar y parar un motor de forma segura y eficaz, el VFD tiene ventaja si también desea controlar la frecuencia de salida para sus diversas cargas de trabajo. Si su situación se parece al ejemplo anterior, es probable que el elegido sea un VFD y, con un ahorro energético declarado de más del 20%, desde luego no le vendrá mal al presupuesto. Concretamente en procesos que utilizan mecanismos de bombas y ventiladores, se ha demostrado que una reducción del 10% de la velocidad reduce el consumo de energía en un 33%. Sin embargo, si necesita una corriente y un par elevados para un motor que acciona una gran carga, lo más probable es que el arrancador suave calme sus preocupaciones por las subidas de tensión. Con un precio de compra más bajo y unos costes energéticos igualmente reducidos, sea cual sea su decisión, podrá ahorrar.
Toma el control y elige tu opción ideal
En resumen, tanto los arrancadores progresivos como los variadores de frecuencia ofrecen fantásticas ventajas, pero a la hora de la verdad, el veredicto depende exclusivamente de tus necesidades personales y es imposible decir que uno es superior al otro. El variador de frecuencia puede dominar el arranque y la parada lentos igual que el propio arrancador lento, pero tiene un nivel adicional de personalización y control. Si actualmente tiene instalado un arrancador suave y sus necesidades operativas han cambiado, sustituirlo por un variador de frecuencia es coser y cantar. Del mismo modo, si está simplificando su proceso y ya no necesita ese nivel de control continuo, puede instalar un arrancador suave para sustituir a su VFD.
El principal beneficio que se obtiene de un VFD es la reducción de los niveles de energía utilizados, ya que el dispositivo controla la velocidad durante todo el proceso, limitando la velocidad del ciclo de funcionamiento. Un menor consumo de energía equivale a menos céntimos de su presupuesto. Evitar las subidas de tensión también es fundamental a la hora de tomar esta decisión operativa. Al poder controlar la velocidad mediante un variador de frecuencia, se reduce la probabilidad de que se produzcan las temidas subidas de tensión, que probablemente se traduzcan en tiempos de inactividad y más daños para su presupuesto. Si no necesita variar la velocidad del motor a lo largo del proceso una vez arrancado, un arrancador progresivo será sin duda suficiente. Sea cual sea la opción que elija, la instalación de un arrancador protegerá su motor y cada uno de los componentes que alimenta, limitando la exposición a corrientes de arranque repentinas y caídas de tensión.
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