26 diciembre 2009

Eficiencia en el control de motores

La industria está redoblando esfuerzos por la eficiencia energética y los costes de la energía impulsando a los gestores de planta e ingenieros a mirar más de cerca la integración de tecnologías eficientes tales como los variadores de frecuencia y los arrancadores suaves en sus plantas. El éxito lo conseguimos controlando la corriente pico, para la cual las distribuidoras locales establecen cargos, puede ahorrarse energía y reducir los costes operacionales.

VFDs .

Históricamente, VFDs se desplegaron para control de procesos, pero la conservación de energía es ahora mucho más importante. La primera generación VFD apareció en los 70 y era solamente aplicable a los grandes motores de potencia. Usaban rectificadores controlados por silicio y a menudo no eran fiables. La segunda generación de VFDs se introdujo en los ochenta. Usaban tecnología de transistores de potencia y eran más fiables. Eran mucho más caros y su tiempo de transmisión relativa era bastante alto. Hoy, la tercera generación de VFDs usa la tecnología de modulación de pulso ancho permitida por transistores bipolares de puerta aislada con altas frecuencias de conmutación. Cuando se aplican correctamente, estos variadores pueden conseguir recortar el consumo energético entre 15 y 50 % con cargas parciales. Ya que VFD permite a los motores AC operar a velocidades rotacionales diferentes, pueden usarse para sistemas de ventilación, bombas, transportadores, etc. Las aplicaciones incluyen HVAC, torres de enfriamiento, VAV, suministro y retorno, campana para humos de escape, composición de aire, ventiladores forzados e inducidos y control de temperatura de hornos. Las aplicaciones de las bombas incluyen agua fría, impulsores de presión, torre de enfriamiento, agua residual, enfriadora, irrigación e hidro-almacenaje.

Arrrancadores suaves .

Aunque las aplicaciones VFD son extensas, no siempre son la mejor forma de adaptarse a cada situación. Por ejemplo, si la corriente alta de arranque es un problema, debe considerarse usar un arrancador suave. En vez de medios tradicionales para reducir el voltaje en los arranques usando auto transformadores, reactores, o resistores, un arrancador suave utiliza voltaje reducido y tecnología digital avanzada para proteger y controlar los motores. Puesto que la aceleración y deceleración del motor hasta su velocidad nominal tiene que ser controladas con precisión, los arrancadores suaves electrónicos reducen el desgaste mecánico y el riesgo de rotura. Este rendimiento uniforme reduce el shock mecánico al arrancar el sistema, y como resultado obtenemos componentes y motores con larga vida útil además de disminuir los costes de energía en los picos. La nueva tecnología de arrancadores suaves y los controles sofisticados previenen que las bombas alcancen una condición de sobrepresión al final de la fase de aceleración, y permiten que las bombas supriman condiciones de martilleo de agua en la fase de parada. Su control del par produce resultados cercanos a una velocidad lineal sin retroalimentación de tacómetros.
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La elección correcta .

Tanto VFDs y arrancadores blandos ayudan a los operadores de planta a ahorrar energía, recortar costes y extender la vida de sus motores. Cuando tratemos de seleccionar la tecnología correcta ara nuestras aplicaciones, la siguiente guía puede ser de utilidad. Deberemos preguntarnos las siguientes cuestiones:
  • ¿Cuál es la carga en nuestra aplicación? – Si está previsto controlar cargas de par variables tales como bombas, de considerarse usar VFDs como ahorro de energía potencial.
  • ¿La aplicación tiene una alta corriente de arranque? – Si la aplicación tiene una alta corriente de arranques, debemos considerar arrancadores suaves porque reducen el desgaste mecánico y el riesgo de rotura y disminuyen las cargas de energía pico asociadas con las cargas de motores para bombas, ventiladores, compresores, sopladores, enfriadoras, transportadores y herramientas de máquinas.
  • ¿Es necesario controlar la velocidad durante todo el proceso? – Si se requiere control de velocidad en vez de arranque-parada, se usará VFDs para realzar el proceso e incrementar el ahorro energético.
Bibliografía: Motor control efficiency. Plant Engineering December 2009
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