Eficiencia energética en detalle de los motores eléctricos (II)

(2ª PARTE) CONTROLES DE VELOCIDAD

En una entrega anterior hemos inicidado una descripción general de las Tecnologías de eficiencia energética en motores eléctricos. Continuamos con la serie pero esta vez nos centramos en los controles de velocidad.

Los motores de inducción y síncronos AC son esencialmente de velocidad constantes, pero en la mayoría de las aplicaciones de los motores hay beneficios si la velocidad puede ajustarse a los requerimientos del proceso. Esto es especialmente verdad para las nuevas aplicaciones donde el proceso puede diseñarse para tomar ventaja de la velocidad variable.

Variadores de corrientes de Foucault y mecánicos

Las tecnologías de control de velocidad mecánicas incluyen transmisiones hidráulicas, poleas ajustables, cajas de engranajes y variadores de corrientes de Foucault trabajan como embragues de inducción con deslizamiento controlado. Tanto los variadores mecánicos como los variadores de Foucault tienen relativamente poca importancia. sufren de baja eficiencia, son muy grandes, flexibilidad limitada o fiabilidad limitada al compararlos con otras alternativas; en los variadores mecánicos requieren mantenimiento regular.

Motores multi-velocidad

En aplicaciones donde solo se requieren pocas velocidades de operación, los motores multi-velocidad pueden proporcionar la solución más efectiva en costes. Estos motores están disponibles con una gran variedad de características de par-velocidad (par variable, par constante, y potencia constante), para acoplar diferentes tipos de cargas. Motores de dos devanados pueden proporcionar hasta cuatro velocidades (un tamaño de carcasa más grande) que los motores de una sola velocidad para la misma capacidad. Motores de amplitud de polo modulada son de devanado único, dos velocidades, motores de inducción de jaula de ardilla que proporcionan un amplio rango de velocidades. Debido a que usan un devanado simple tienen el mismo tamaño de carcasa que los motores de una sola velocidad para la misma potencia.

Variadores de velocidad ajustables electrónicos

La velocidad del motor es casi proporcional a la frecuencia de la potencia AC suministrada; así la velocidad del motor es casi proporcional a la frecuencia de la energía AC suministrada; y así la velocidad puede variarse aplicando una entrada de frecuencia variable al motor. Los variadores de velocidad ajustable electrónicos (ASDs) alcanzan la entrada del motor convirtiendo la frecuencia fija, normalmente primero a alimentación DC y luego a un voltaje de frecuencia continuamente variable. ASDs es asi capaz de cambiar continuamente la velocidad de los motores AC. Los ASDs no tienen partes móviles (a veces con la excepción de un ventilador de refrigeración), presentando alta fiabilidad y eficiencia y bajos requerimientos de mantenimiento. Debido a que ASDs son grandes y tienen requerimientos de posicionamiento flexibles, son generalmente fáciles de reacondicionar.

ASDs electrónicos son la tecnología de control de la velocidad de motores actualmente dominante. El desarrollo en las pasadas dos décadas en áras de microelectrónica y potencia hacen posible el diseño de ASDs electrónicos competitivos en costes eficientes y competitivos. Ya que ASDs controla los voltajes/corrientes y alimenta el motor a través de conmutadores de semiconductores, es posible incorporar características de protección de motores, control remoto y arranque blando, a costes modestos.

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Bibliografía: Kreith & Mahajan. Handbook of Energy Efficiency and Renewable Energy