Motor de CC de velocidad variable
En este libro blanco se analizan los fundamentos de las mediciones de CA, CC y potencia, así como un proceso de tres pasos para realizar mediciones de precisión de la potencia eléctrica y mecánica en diversos motores y sistemas de accionamiento de frecuencia variable (VFD). También se muestra cómo se utilizan estas mediciones para calcular la eficiencia energética de los sistemas de motores y accionamientos.
La energía es una de las partidas de mayor coste en una planta o instalación, y los motores suelen consumir la mayor parte de la energía de la planta, por lo que es vital asegurarse de que los motores funcionan de forma óptima. Las mediciones precisas de la potencia pueden ayudar a reducir el consumo de energía, ya que la medición es siempre el primer paso hacia un mejor rendimiento y también puede ayudar a prolongar la vida útil de un motor. Las pequeñas desalineaciones u otros problemas suelen ser invisibles a simple vista, y el más mínimo bamboleo en un eje puede afectar negativamente a la productividad y la calidad, e incluso acortar la vida útil del motor.
En este documento, hablaremos de los fundamentos de las mediciones de CA, CC y potencia, y de un proceso de cuatro pasos para realizar mediciones eléctricas y mecánicas de precisión en motores de accionamiento de velocidad variable y sistemas de accionamiento de frecuencia variable (VFD). También mostraremos cómo se utilizan estas mediciones para calcular la eficiencia energética de los motores de velocidad variable y los sistemas mecánicos de accionamiento de velocidad variable.
Edificio oriental
Un VSD controla la velocidad y el par de un motor de CA convirtiendo la frecuencia y la tensión fijas en una salida de frecuencia y tensión variables. El rendimiento del sistema puede mejorarse en gran medida controlando la velocidad para que se adapte con precisión a la carga.
La tecnología VFD está muy extendida en los motores de inducción de CA. Los VFD se ven favorecidos por su precisa variabilidad de la velocidad desde cero rpm hasta más del 100% de la velocidad nominal. Los VFD también permiten controlar el motor en cualquier dirección.
Los VFD pueden ser poco beneficiosos cuando el control preciso de la velocidad del motor no ayuda al proceso de producción o cuando las horas de demanda reducida son pocas. Los VFD tampoco se recomiendan para aplicaciones en las que la ralentización de la máquina cause problemas de funcionamiento, como un par insuficiente o una mala refrigeración.
En algunos casos, se pueden mantener los motores de una sola velocidad para cubrir la carga base variable. Estos pueden complementarse con un VSD en un motor de tamaño adecuado dedicado a proporcionar la carga variable adicional.
El sobredimensionamiento de los motores afecta al rendimiento y al factor de potencia, y aumenta los costes de instalación y funcionamiento. Un motor de tamaño inferior significa que tendrá que trabajar más duro, lo que provoca temperaturas más altas, una menor eficiencia y una vida útil más corta.
Motor de accionamiento de velocidad variable
Sus aplicaciones iban desde el funcionamiento de ventiladores, bombas, elevadores, agitadores, sinfines, transportadores, etc. Las instalaciones agrícolas a menudo no tenían acceso a la energía trifásica y tenían que conformarse con la monofásica de 230 V. Vendimos muchos motores monofásicos Farm Duty/Ag en estas instalaciones.
A menudo la gente quería hacer funcionar los motores a velocidades reducidas, así que preguntaban: “¿Es posible añadir un VFD a mi motor monofásico?”. En general, los motores monofásicos no pueden funcionar con VFD. Sin embargo, es posible introducir un motor monofásico en un VFD y enviar una tensión variable a un motor de inducción trifásico. Este artículo describe cómo funciona y ofrece algunas consideraciones.
Para ser justos, los problemas asociados a las altas corrientes de arranque también afectarán a un motor trifásico alimentado por línea. Pero en el caso de un motor trifásico, una persona puede añadir fácilmente un VFD. Una de las ventajas del funcionamiento de los VFD es que, al aumentar la velocidad del motor, limitan la corriente del motor para evitar estos grandes picos.
Hay algunos diseños diferentes de motores monofásicos. Destacaré el que más he visto en aplicaciones industriales: los que tienen un arranque por condensador y un interruptor centrífugo. Este diseño utiliza una red de condensadores que se encuentra en el circuito del motor a bajas velocidades. Los condensadores ayudan a proporcionar par a velocidad cero y a que el motor arranque en la dirección correcta.
Accionamiento de frecuencia variable
¿Qué es un variador de frecuencia? Un variador de frecuencia o variador de velocidad (VSD) es un dispositivo que puede controlar la velocidad de un motor eléctrico. La mayoría de los motores convencionales sólo funcionan a plena velocidad, mientras que una unidad equipada con un VSD puede funcionar a una velocidad variable. Esto permite que el motor accione una bomba o un ventilador a una velocidad adecuada a las necesidades del proceso.
¿Por qué utilizar un accionamiento de CA? La energía y la velocidad del motor están relacionadas de forma exponencial e incluso una reducción relativamente pequeña de la velocidad puede suponer un importante ahorro de energía. La instalación de un convertidor de CA en un motor es un proyecto de ahorro atractivo para muchas empresas, ya que puede proporcionar resultados rápidos y un periodo de amortización relativamente corto.¿Cómo puede ayudar Vacon? Los sistemas accionados por motor son grandes consumidores de energía. Un motor que funciona en un sitio comercial o industrial típico durante 4.000 horas al año tiene un coste anual de electricidad de unas 10 veces su coste de capital. Se calcula que los motores consumen dos tercios de la energía eléctrica utilizada por la industria, por lo que incluso un modesto aumento de la eficiencia puede suponer un ahorro sustancial. Si adopta medidas de ahorro de energía, puede conseguir un ahorro de hasta el 20% en toda su planta.