Variador de velocidad

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  • Publicado : 17 de febrero de 2011
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Existen criterios un tanto desacertados en cuanto a que la instalación de un denominado variador de velocidad a un motor eléctrico de corriente alterna utilizado en diferentes procesos industriales o de servicios, siempre trae consigo el ahorro de energía eléctrica, lo cual no es exactamente cierto.
¿Qué es un variador de velocidad?
El variador de velocidad es un control para el motor deinducción tipo jaula de ardilla, que es el motor más económico simple y robusto que existe, y se distingue por ser el más usado en la industria por esas ventajas.

Es el único control que energiza, protege y permite la variación de la velocidad en un motor, sin ningún accesorio extra entre el motor y la carga.

La ventaja principal de los variadores de velocidad es que disminuye los consumos deenergía en algunos de los procesos que controla, dando como resultado considerables disminuciones en los costos de operación.

El suministro de tensión desde un variador de velocidad puede realizarse a frecuencias que van desde 0 hasta 120 Hz, por lo tanto la velocidad del motor es variable en la misma proporción en que cambia la frecuencia; así, el motor puede girar lento o muy rápido según lafrecuencia suministrada por el variador de velocidad. Al mismo tiempo, el voltaje también es variable en la misma proporción que la frecuencia, para asegurar que la relación voltaje-frecuencia se mantenga con el mismo valor en el rango de velocidades, mientras no pasen de 60 Hz.

El variador de velocidad es conocido con diferentes nombres: convertidor de frecuencia variable, inversores, etc.,siendo su nombre correcto el de convertidor de frecuencia variable, pues incorpora el término de frecuencia que los diferencia de los demás variadores de velocidad, que utilizan métodos mecánicos, de corriente directa, etc. Por otro lado, el término inversor solo se refiere a uno de los pasos del variador de velocidad. La manera cómo un variador de velocidad convierte el voltaje y frecuenciaconstante en voltaje y frecuencia variable, se basa en un proceso de dos pasos principales, que de manera general son los siguientes:
Primero, la corriente alterna es rectificada y convertida a voltaje de corriente continua, después la invierte y vuelve a entregar corriente alterna, pero con diferentes frecuencias y voltajes. Como se mencionaba anteriormente, el proceso de inversión es solo uno de lospasos del variador de velocidad y no representa la función total del mismo.
Aplicaciones industriales
La instalación de los variadores de velocidad nace de dos motivos principales: el mejoramiento en el proceso de operación del equipo y el ahorro de energía eléctrica. Su instalación puede conllevar los dos fines o solamente uno, para esto es importante conocer los procesos industriales y susnecesidades, lo que implica conocer los tipos y clases de carga que existen, y que básicamente se dividen en tres:

1. Carga de par constante: Es la carga que demanda del motor un par constante en cualquier rango de velocidad en que éste trabaje. Ejemplo de este tipo de carga son los elevadores, las bandas transportadoras, las bombas de desplazamiento positivo y de émbolo, las mezcladoras y loscompresores de émbolos. En este tipo de carga el motivo principal para la aplicación de los variadores de velocidad es la optimización del proceso y rara vez hay ahorro de energía, a menos que se cumplan estas dos condiciones: que la potencia demandada por la carga sea menor que la nominal del motor y que se realice a velocidades menores que la nominal.
2. Carga de par variable: Es el tipo decarga en la que las necesidades del par disminuyen conforme lo hace la velocidad del motor, y por consiguiente las de la carga también disminuyen. Este tipo de carga se encuentra comúnmente en las aplicaciones de flujo variable, como ventiladores, bombas centrífugas, agitadores y compresores axiales. En este caso el variador de velocidad ofrece grandes oportunidades de ahorro de energía, pues los...
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