Usos de los Reconectadores alta o media tensión
Escrito por Juan Ramón Camarillo Peñaranda, Ph.D. para Dielco SAS
Los motores eléctricos son la fuerza más importante de la industria hoy en día. Los motores consumen alrededor del 65% de la energía demandada desde las industrias. Sin embargo, menos del 10% de los motores cuentan con un variador de velocidad.
¿Necesito un Arrancador o un Variador de Velocidad?
Dependiendo de los requerimientos de la aplicación puede ser necesario instalar un arrancador suave o un variador de velocidad. Cuando se requiere controlar el torque y la velocidad solo durante el inicio de la operación del motor es suficiente con instalar un arrancador suave. Los arrancadores son útiles para evitar hundimientos de tensión durante el inicio de la operación de algunos motores. Evitar estos hundimientos es una prioridad si en el mismo proceso hay equipos sensibles a la disminución de tensión como servidores, algunos tipos de iluminación y equipos de cómputo. Por otra parte, los arrancadores también ayudan a aumentar la vida útil de los motores a los cuales son conectados [1].
Cuando se requiere controlar la velocidad y torque del motor durante la operación de este es necesario instalar un variador de velocidad. Además, los variadores de velocidad pueden crear oportunidades de ahorro tanto de energía como de recursos. Por ejemplo, cuando el variador de velocidad se usa en una aplicación de bombeo de agua se ahorra energía eléctrica y se disminuye el desperdicio de agua.
Uso de los Variadores de Velocidad
Los variadores de velocidad son usados para controlar la potencia mecánica de las máquinas que intervienen en el proceso. Para controlar la potencia mecánica es necesario medir correctamente las variables involucradas en el proceso (velocidad, caudal, torque, entre otras) para de esta manera operar cerca de la demanda real del proceso. Con esta premisa se usa únicamente la energía que requiere el proceso para cumplir su objetivo, evitando que el motor sobre el cual está actuando consuma más energía de la necesaria.
Tabla I. Aplicaciones de los variadores de velocidad
| Aplicación | Entrada | Salida |
| Bombeo de Agua | Nivel del Agua | Caudal |
| Ventiladores | Demanda de calefacción | Temperatura |
| Banda transportadora | Diámetro de la corredera | Material Transportado |
El control del variador de velocidad se hace usando conmutación con transistores, la cual es muy eficiente. Típicamente la eficiencia de un convertidor de frecuencia está alrededor de 97% a 99%, con lo cual la eficiencia global del sistema no se ve afectada drásticamente [2]. Si consideramos los ahorros que se hacen al consumir solo la energía necesaria en todo momento, son mayores las ganancias de instalar un variador de velocidad.
Figura 1. Procesos con torque variable pueden requerir la instalación de un variador de velocidad.
Requerimientos en la Instalación de un Variador de Velocidad
La mayoría de los motores tienen autoventilación. Al usar un variador de velocidad, el cual típicamente opera a una velocidad menor que la nominal, en muchos casos es necesario instalar ventilación forzada adicional para compensar esta pérdida de velocidad en la ventilación.
Los variadores de velocidad pueden tener una limitada protección ambiental. Por esta razón, se deben instalar dentro de una cabina con la protección ambiental necesaria para la aplicación. Esta cabina, además de la protección ambiental, también puede incluir ventilación para garantizar que la temperatura de operación del variador de velocidad sea adecuada en todo momento.
¿Cómo Dimensionar un Variador de Velocidad?
Para determinar el tamaño de un variador de velocidad se debe tener en cuenta el tipo de aplicación, el torque nominal, la potencia eléctrica, la tensión de operación, velocidad, entre otras variables. Lo más común es determinar la corriente demandada por el motor y escoger un variador que pueda suplir la corriente demandada. También se debe tener en cuenta las condiciones de operación de la aplicación, para de esta manera determinar si se debe tener en cuenta un factor de seguridad para abarcar posibles sobrecargas.
Dependiendo del ambiente en donde será instalado el variador puede ser necesario instalar filtros de armónicos para evitar que estos interfieran en la operación normal del variador de velocidad.Bibliografía
[1] ABB, “Low voltage AC drives and softstarters Catalog and price list,” 2018.
[2] ABB drives. Technical guide No. 4, “Technical guide No. 4 Guide to variable speed drives,” 2011.
Escrito por Juan Ramón Camarillo Peñaranda, Ph.D. para Dielco SAS
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