¿Puedo utilizar el control de motor estándar en lugar de un variador de frecuencia?
La escasez de chips (circuitos integrados), combinada con la escasez de energía y materias primas, ha creado la tormenta perfecta de fuerzas, resultando en una crisis para aquellos fabricantes que buscan expandir, actualizar o mejorar sus operaciones.
Los controladores lógicos programables (PLC), la interfaz hombre-máquina (HMI), las unidades y otros dispositivos inteligentes se han vuelto difíciles de obtener. Si bien los analistas geopolíticos han estado hablando de la desglobalización y la relocalización de la fabricación de alta tecnología, ese proceso será largo y arduo. No debemos esperar que las cosas se vuelvan más fáciles en el corto plazo.
Debido a estos factores, muchas empresas se han encontrado en un aprieto en lo que respeta al abastecimiento de variadores de frecuencia (VFD) y arrancadores suaves y, por lo tanto, están buscando medios de control más tradicionales. La pregunta de "¿Puedo usar un arrancador de motor eléctrico estándar en lugar de un VFD?" se ha cruzado en más de unas pocas mentes. La respuesta es: "Sí, en algunos casos".
Este breve documento no pretende ser una guía exhaustiva de aplicación de VFD vs arrancadores de motores eléctricos, sino más bien para que piense en ello.
¿Qué es un VFD?
Un variador de frecuencia variable (VFD) es un tipo de controlador de motor que impulsa un motor eléctrico variando la frecuencia y el voltaje suministrados al motor eléctrico. Otros nombres para un VFD son variador de velocidad, variador de velocidad ajustable, variador de frecuencia ajustable, variador de CA, micro accionamiento e inversor.
La frecuencia (o hercios) está directamente relacionada con la velocidad del motor o las revoluciones por minuto (RPM). En otras palabras, cuanto más rápida sea la frecuencia, mayor será la RPM. Si una aplicación no requiere un motor eléctrico para funcionar a toda velocidad, el VFD se puede utilizar para reducir la frecuencia y el voltaje para cumplir con los requisitos de la carga del motor eléctrico. A medida que cambian los requisitos de velocidad del motor en las aplicaciones, el VFD puede simplemente subir o bajar la velocidad del motor para cumplir con el requisito. - Fuente: vfds.com
VFD en una aplicación de control de bombas
Un arrancador de motor es un dispositivo eléctrico que se utiliza para arrancar y detener un motor de forma segura. Similar a un relé, el arrancador de motor cambia la alimentación ON/OFF y, a diferencia de un relé, también proporciona protección contra bajo voltaje y sobre corriente.
Arrancar un motor de forma segura
Detener un motor de forma segura
Invertir la dirección de giro de un motor
Proteger el motor de bajo voltaje y sobre corriente
Diagrama del circuito de inicio directo en línea (DOL)
Arrancador directo en línea (DOL) en una aplicación de control de bomba
Similitudes y diferencias de VFD y arrancadores de motor
Tanto los VFD como los arrancadores de motor sirven como circuito de control entre la HMI (interfaz hombre-máquina) y el motor. Ambos también se utilizan como un medio para controlar y administrar el flujo de electricidad desde la fuente de alimentación y los disyuntores hasta el propio motor físico.
La principal diferencia entre los VFD y los arrancadores de motor es la capacidad que tienen los VFD de ser programables, funcionar en estado sólido y tener una gran variedad de aplicaciones. Los VFD también permiten el arranque, la parada y fijar la velocidad en forma coordinada de múltiples motores eléctricos, como los que se encuentran en una fábrica de papel.
Con un VFD, el par es constante en todo el rango de velocidad y requiere una corriente de arranque más baja. Un arrancador DOL requiere mucha más corriente para arrancar el motor y el par varía con la velocidad del mismo.
Corriente de arranque del motor
Arrancador de motor Estrella -Triangulo (Star-Delta)
Para aplicaciones de mayor potencia, la corriente de entrada se puede reducir mediante el uso de una configuración Estrella-Triangulo (Star-Delta) para un motor de inducción trifásico. Los arrancadores Estrella-Triangulo son especialmente adecuados para altas inercias, donde las cargas se inician después de la velocidad de carga completa. Con la configuración Estrella- Triangulo, la corriente de entrada se reduce en un 33%.
Diagrama del circuito estrella-triangulo
Arrancador Suave definido
El arrancador suave es un tipo de arrancador de motor que utiliza la técnica de reducción de voltaje para reducir el voltaje durante el arranque del motor.
El arrancador suave ofrece un aumento gradual en el voltaje durante el arranque del motor. Esto permitirá que el motor acelere lentamente y gane velocidad de manera suave. Evita cualquier desgarro mecánico y sacudidas debido al suministro repentino de voltaje completo.
Debido a que es un dispositivo inteligente, un arrancador suave también puede permitir la conectividad a las redes de control de fábrica y a las redes de comunicación.
-Fuente: electricaltechnology.org
Diagrama del circuito de arranque suave
Los VFD se utilizan para hacer funcionar un motor de CA a velocidades variables, o para un arranque suave a través de una aceleración más lenta. Los VFD convierten la CA de 3 fases a CC a través de diodos. Luego la alimentación de CC se envía a un condensador, que finalmente se convierte de nuevo en alimentación de CA a través de transistores (o interruptores). Estos interruptores se utilizan para ajustar la frecuencia que el VFD suministra al motor, que controla la velocidad (RPM). Los VFD son ampliamente utilizados para regular el flujo de agua en una planta de tratamiento de agua, lo que permite un mayor control sobre el flujo de la bomba.
Un arrancador de motor es un sistema electromecánico que normalmente proporciona la conmutación del motor y la protección contra la sobrecarga térmica. También hay controladores de motor combinados que proporcionan funciones adicionales, como medios de desconexión del motor, circuito de derivación del motor, cortocircuito y protección contra fallas a tierra, además de la conmutación del motor y la protección térmica. Un arrancador DOL es una buena opción para motores más pequeños, generalmente por debajo de 5HP. Para motores más grandes, se debe usar una configuración Estrella- Triangulo.
Un arrancador suave es un paso por encima de una configuración del tipo Estrella- Triangulo para aplicaciones con paradas y arranques frecuentes, motores más grandes y aplicaciones que necesitan una integración más estrecha con el sistema de control de fábrica. Pero, obtener un arrancador suave puede ser tan difícil como un VFD, por lo que puede ser que no sea una solución apropiada para usted.
¿Puedo usar un arrancador de motor eléctrico estándar en lugar de un VFD?
Volviendo a nuestra pregunta, "¿Puedo usar un arrancador de motor eléctrico estándar en lugar de un VFD?". La respuesta es un "Sí" definitivo, con una planificación cuidadosa y una comprensión de las posibles limitaciones.
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