En algunas aplicaciones industriales necesitamos usar un variador de frecuencia para controlar varios motores y con Eficiencia energética
Una aplicación típica es controlar con un solo variador tres cintas de transporte que funcionan a la misma velocidad.
Para seleccionar el tamaño del variador de frecuencia, totalice la corriente de carga plena en amperios de todos los motores y añada un 20% (para ajustar una pequeña fuga por inductancia y mejorar el desempeño del equipo).
Defina los valores nominales de corriente (sume las cargas de todos los motores).
Una buena práctica es dimensionar todos los motores de potencia equivalente; en este caso las prestaciones de par seguirán siendo óptimas para todos los motores una vez se regule el variador.
En algunos variadores, no se recomienda dimensionar por debajo de 3 Hp debido a problemas de acoplamiento capacitivo (corriente de carga en el cable).
Si los motores son idénticos
Los variadores deben configurarse para actuar con control de motor del tipo V/Hz e ingresar los datos de una placa motor equivalente; siempre que sea posible realizar el autoajuste del variador.
No se recomienda encender o apagar los motores cuando el variador de frecuencia está funcionando.
Como el variador de velocidad solo puede ver el consumo de todos los motores a la vez y no puede detectar si uno está consumiendo más corriente de la nominal coloque un relevo térmico (preferentemente sobredimensionado) que proteja por sobrecarga a cada motor de manera individual, las corrientes de armónico pueden confundir el disparo de un relevo térmico.
Una excelente opción es protegerlos individualmente con una PTC dentro del bobinado.
Otra buena recomendación es mantener las distancias cortas entre el variador y los motores para evitar ondas reflejas debido a los impulsos de tensión (PWM) y a la impedancia pico de cada motor.
Atención
Para calcular la distancia se debe tener en cuenta la suma de todos los tramos de cableado.
Estas son las consideraciones más importantes para controlar con un solo variador de velocidad varios motores eléctricos trifásicos; el control del equipo puede ser por comunicación o señales digitales y analógicas como cualquier aplicación estándar; siempre teniendo cuidado que la falla térmica de los motores individuales provoquen la detención completa del variador de velocidad.
Eficiencia energética con variadores de velocidad
Muchos motores en la industria se rigen bajo el método de control ON/OFF. Los mismos operan a velocidad constante y si la salida requiere algún tipo de regulación este se obtiene operando el motor a velocidad nominal mientras se usa algún tipo de bloqueo aguas abajo.
Tal es el caso de muchas bombas de agua o compresores con válvulas reguladoras de presión.
“Este método de regulación es equivalente a conducir un automóvil, presionando al máximo el pedal del acelerador y a través del pedal del freno regular la velocidad del auto.”
Ventajas del control de velocidad en bombas, compresores y ventiladores
Leyes de afinidad
Las leyes de afinidad establecen relaciones de origen empírico entre las variables envueltas en el desempeño de bombas o ventiladores; lo cual nos permite predecir el comportamiento de una misma máquina cuando varían alguna de sus características.
Estas leyes enuncian que:
- El caudal es proporcional a la velocidad de rotación del eje
- La presión es proporcional al cuadrado de la velocidad de rotación del eje
- La potencia es proporcional al cubo de la velocidad de rotación del eje
Teniendo en cuenta, la primera y la última de estas relaciones se puede observar que ante la necesidad de variar el caudal, se puede modificar la velocidad en el eje y en consecuencia la potencia variará con el cubo.
Ejemplo: Variación en la potencia consumida por una bomba, cuando se disminuye su caudal de funcionamiento regulando la velocidad del rodete de la misma.
Bomba de agua de 7,5HP de potencia
Esto demuestra que si para reducir el caudal de funcionamiento de la bomba a la mitad, disminuimos la velocidad en el eje a la mitad.
La bomba pasará a consumir 8 veces menos potencia.
Por lo tanto si se tiene una bomba o un ventilador que no necesita operar al 100% de su caudal o presión, se puede reducir la velocidad, utilizando un variador de velocidad, y como consecuencia disminuirá la potencia consumida de la misma.
“Dependiendo de las condiciones de funcionamiento, con el uso de variadores de velocidad en bombas, se pueden generar ahorros desde un 20 a un 50%.”
Bibliografía
Active Energy Efficiency Using Speed Control. (s.f.). Obtenido de Energy University: