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¿Cómo elegir el variador de velocidad adecuado?
Published: 17/02/2023
¿Cómo elegir el variador de velocidad adecuado?
Independientemente del sector en el que trabajes, los motores electrónicos se han convertido en una fuerza dominante en todas las industrias. Por eso, los variadores de velocidad (VSD) nunca han sido tan importantes, por su capacidad para reducir el consumo de energía y optimizar el funcionamiento mediante el control de la velocidad del motor. A diferencia de los variadores de frecuencia (VFD), que controlan la velocidad del motor modificando tanto la tensión como la frecuencia y se utilizan únicamente en aplicaciones de CA, los VSD modifican la velocidad únicamente a través de la tensión de entrada en motores de CA y CC por igual, lo que los convierte en una opción más versátil para procesos que incluyan ambos tipos de motores. Con alimentación de CA, los VSD suelen utilizar un circuito rectificador que convierte la CA en CC al nivel deseado de tensión y amperaje, lo que permite adaptar el accionamiento. Según The Carbon Trust, reduciendo la velocidad de un motor del 100% al 80% es posible ahorrar hasta un 50% de energía. Los motores eléctricos son responsables de hasta el 40% del consumo mundial de energía eléctrica, por lo que el poder de un VSD va más allá del ahorro económico y se presta a reducir su huella de carbono.
Ahora que sabemos que un variador de velocidad es la mejor opcion para las necesidades de automatización ¿Cómo elegir el más adecuado?
Factores que debes considerar
El aspecto clave del diseño de un sistema de variador de velocidad es seleccionar el VSD adecuado. Si eliges una unidad demasiado pequeña, no podrás controlar el motor conectado de forma óptima en todos los puntos de funcionamiento necesarios. Sin embargo, si la unidad es demasiado grande, también existe el riesgo de que el motor no se controle correctamente. También es probable que el diseño no sea rentable.
Es importante conocer los siguientes parámetros básicos:
- Centralización frente a descentralización
Entorno
Longitud del cable del motor
Energía regenerativa
Derrateo del VSD
Rango de control y debilitamiento del campo
Capacidad de sobrecarga
Distribución de la corriente en el VSD
Motor y capacidad de carga
Una vez aclarados los parámetros básicos de diseño de una aplicación, es fundamental determinar qué motor se va a utilizar. En los entornos industriales modernos, la mayoría de los motores se combinan con accionamientos de algún tipo para proporcionar un nivel adicional de control, a veces esencial. Debes tener muy presente si tu motor funciona en aplicaciones de par constante o de par variable. Una vez que hayas completado el emparejamiento y seleccionado qué accionamiento se adapta al motor, debes inspeccionar de cerca el tipo de cargas, asegurándote de que el accionamiento puede soportar la presión. En resumen, toma la decisión en función de los amperios a plena carga (FLA) del motor y asegúrate de que la corriente de salida del accionamiento supera los FLA.
Con una carga constante, se suele utilizar una reserva de sobrecarga de aproximadamente el 50% al 60% durante 60 segundos. Si se alcanza el límite máximo de sobrecarga, la respuesta depende del VSD utilizado. Algunos tipos desconectan su salida y pierden el control de la carga. Otros son capaces de controlar el motor al límite máximo de sobrecarga hasta que se desconectan por motivos térmicos. De nuevo, la importancia de esta característica influirá en tu decisión final.
El entorno de la instalación
Cuando se instala por encima de cierta altura, es esencial reducir la potencia del VSD. En cuanto a la temperatura, la mayoría pueden funcionar hasta 50⁰C sin efectos adversos; sin embargo, si se supera esta temperatura, es probable que se produzcan paradas imprevistas. Del mismo modo, si vas a montar su VSD en una carcasa, debes tener en cuenta la acumulación de calor dentro de la misma y disponer de sistemas de refrigeración suficientes para contrarrestarla. Por otro lado, no olvides vigilar de cerca la condensación durante las fluctuaciones de temperatura. Cada fabricante de VSD especificará la temperatura ambiente de funcionamiento recomendada: compruébala antes de invertir y asegúrate de no llegar a ninguno de los extremos de la escala para prolongar la vida útil del accionamiento. Si no puedes evitarlo y la temperatura ambiente es superior a la recomendada por el fabricante, es absolutamente necesario reducir la potencia de la fuente de alimentación.
Todo, desde el calor y la humedad hasta el polvo, puede provocar tiempos de inactividad, por lo que un mantenimiento preventivo suficiente vale su peso en oro. Muchos fabricantes recomiendan emplear una instalación centralizada si se trabaja en condiciones más duras, de modo que el VSD esté situado lejos del motor y junto a otros VSD en sus operaciones. Cuando se adopta, muchos usuarios finales optan por integrar una placa fría en su instalación, lo que permite que el calor del interior del armario se transmita al exterior. Siempre que se ajuste al resto de sus requisitos, la elección de un VSD con revestimiento de conformidad también elevará su nivel de protección, especialmente útil para los que operan en entornos corrosivos.
Distorsión armónica
Las cargas no lineales y los VSD pueden afectar al suministro eléctrico y causar distorsión armónica. Como la corriente fluye y si la carga no lineal tiene un rectificador de diodos como parte de su composición, podría tomar bloques de corriente en lugar de en ondas como hacen las cargas lineales. A medida que el VSD convierte la CA en CC y la devuelve a la salida de CA, las formas de onda de la corriente alteran el statu quo, dando lugar al fenómeno conocido como distorsión, en el que se interrumpe la tensión de alimentación. El impacto de esta distorsión puede ser extremadamente perjudicial para diversos componentes, de ahí que los fabricantes también proporcionen límites y directrices al respecto. Cuando se conecta a redes más débiles, a menudo en zonas más rurales, la probabilidad de distorsión aumenta a medida que varios equipos se conectan al mismo suministro, lo que puede causar problemas de rendimiento del motor. La solución dependerá totalmente del VSD específico que hayas instalado. Aunque tienen una serie de ventajas, hay que ser cauteloso a la hora de seleccionar el más adecuado para su funcionamiento.
Los pequeños niveles de distorsión son completamente normales y no afectarán a los equipos conectados. Tu decisión debe basarse firmemente en la disponibilidad de su red y, una vez instalado, sigue observando sus operaciones. Si detectas armónicos, hay una infinidad de remedios y un contratista de confianza podrá proporcionarle la solución.
¿Las VSD tienen muchas ventajas? Sí. ¿Hay que ser cuidadoso a la hora de elegir el que es ideal para tí? Por supuesto que sí.
No cabe duda de que estos accionamientos tienen el potencial de reducir el gasto energético, prolongar la vida útil de sus motores y optimizar sus operaciones; sin embargo, si quieres beneficiarte de sus ventajas, es fundamental que tomes una decisión con conocimiento de causa. Contamos con un equipo de ingenieros técnicos a tu disposición para ofrecerte el asesoramiento que necesitas para llegar a una conclusión.
¿Estás preparado para integrar un VSD en tus operaciones?
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