Los variadores
de velocidad variable han demostrado sus aplicaciones en todos los procesos de
fabricación por sus capacidades para ahorrar energía en cargas de tipo
centrífuga y regenerativa, mejoras de proceso, flexibilidad de producción, y
aumentar la vida útil de los componentes de transmisión mecánica.
Pero la
incorporación de los variadores en los procesos existentes no es una cuestión
sencilla. El diseñador de soluciones necesita estar seguro de no estar sub- o
sobre- especificando en términos de tipo exacto, tamaño y capacidades del VSD
para sus requerimientos. Veamos algunas nociones esenciales que deberemos tener
en cuenta al resolver aplicaciones con estos equipos.
Antes de
buscar un VSD, lo primero que debemos hacer es comprender en detalle las
especificaciones de los motores y sus requerimientos de carga deben ser
completamente comprendidos para evitar errores de dimensionado y selección que
pueden producir un pobre rendimiento del sistema, disparos del variador por
ruido y en último término caídas de producción.
¿Par constante o par variable?
El motor es
una fuente de par, que es relativo tanto a la potencia como a la velocidad, y
las curvas de par/velocidad difieren según cada aplicación. La buena noticia es
que cuando seleccionamos un VSD, la mayoría de las aplicaciones son
convenientes tanto para par constante como variable.
Las cargas
de par variable, que incluyen ventiladores y bombas centrífugas, raramente
requieren mucho más que el 100 % de sobrecarga en el arranque, aunque los
grandes ventiladores con alta inercia generalmente tienen un tiempo en rampa
grande de forma que las transmisiones tienden a estar calculadas para 110 % de
sobrecarga durante 60 segundos.
Las
transmisiones de par variable tienen una producción v/f parabólica ajustable
para acoplar los requerimientos de curva de velocidad del par del ventilador y
así maximizar el ahorro energético. También se dispondrá de una entrada PI(D)
(de nuevo algunos variadores ofrecen más ahorro energético en modo PID) y donde
se requiera la opción para el control en cascada de la bomba.
Las
características de par constante tienen lugar en aplicaciones tales como el
manejo de materiales, tales como transportadores, donde la carga queda constante
en todo el rango de velocidad. Es importante conocer los requerimientos de
sobrecarga.
Modo en control
El modo de
control del motor debe comprenderse para asegurar la correcta selección del
variador. En general, el rango de variadores de par constante comienza con
variadores V/F simples y efectivos en costes – ideales para aplicaciones sin
rango de velocidad amplio o cambios de carga rápidos – a través de la serie
Vector Control de alto rendimiento que, incluso en SLVC, ofrece un rendimiento
casi en bucle cerrado sin necesidad de decodificador.
Por otra
parte, con respecto a la interface y control del inversor, se harán
consideraciones respecto a los requerimientos de entrada/salida, por ejemplo,
el número de I/O digitales y funcionalidad, I/O analógicas, control PI o PID,
entrada PTC/KTY, etc. Los requerimientos del bus de campo – probablemente sea
un extra opcional – deben ser establecidos.
Generalmente,
los variadores V/F básicos tienen I/O limitado mientras que los variadores SLVC
están mejor equipados.
El método de
parar el motor puede también tener un impacto. Para un “ramp to stop”
controlado, el motor puede usualmente parar aproximadamente en el mismo tiempo
de la rampa de subida, sin ningún requerimiento de frenado especial. Si se
requiere una rápida deceleración DC, puede ser necesario el frenado de
inyección DC, aunque el número de paradas y la inercia de las cargas deben
también ser consideradas para asegurar que esto será suficiente.
El frenado
regenerativo es también una solución popular para variadores AC. Esta es una
solución especializada ofreciendo ventajas obvias sobre la solución del motor
4Q DC en términos de mantenimiento mientras todavía proporcionan ahorro
energético retornando el voltaje regenerativo al principal.
Requerimientos de armónicos y EMC
Cuando
operan los inversores de los variadores AC, tienen efectos indeseables en la
línea de alimentación. Esto es debido a la no linealidad del dispositivo y la
frecuencia de control alta de los transistores de salida.
La magnitud
de estos efectos depende de los factores incluyendo las características de la
línea de alimentación, punto de acoplamiento común, el tipo y potencia del
inversor.
En general,
cuando especificamos variadores estándar el mejor consejo es recomendar un
choke de entrada, especialmente para variadores de 3 kW de 1AC o sobre
variadores de 37 kW de 3AC.
Bibliografía: Variable Speed Drives. A quick
guide to specification. IEN Europe April 2011 – Volume 37 – Nº 4
Palabras
clave: Variable
speed drives (VSDs), regenerative braking
0 comentarios:
Publicar un comentario