Variadores de frecuencia en instalaciones con motores eléctricos: cómo lograr hasta un 70% de ahorro energético

Los motores eléctricos están presentes en infinidad de aplicaciones, siendo una parte fundamental de nuestras vidas. Tanto en los hogares como en los lugares de trabajo, encontraremos gran cantidad de equipos con los que interactuamos: ascensores, cintas elevadoras, transportadoras, industria textil, barreras de control de accesos, aire acondicionado, sistemas de ventilación, bombeo de agua y/o fluidos en general, etc.

Estos equipos necesitan de una cantidad determinada de energía eléctrica para poder realizar su trabajo: proporcionar par y velocidad. La velocidad de un motor debería coincidir exactamente con la que exige el proceso en cuestión y usar solo la energía necesaria sin consumir más de lo necesario porque estaríamos desaprovechando esa energía y perdiendo rendimiento de trabajo, lo que al final se traduciría en costes.

Variadores de frecuencia: importancia

Un variador de velocidad es importante porque permite dominar el par y la velocidad en un motor eléctrico, regular y minimizar los golpes mecánicos en arranques y paradas de motores, así como en ciertos movimientos complejos que realizan este tipo de motores.

Por tanto, lo que esperamos de un motor es que tenga un uso duradero, preciso, afinado y que además nos ahorre energía eléctrica. Optimizar el diseño de la instalación terciaria-industrial, reduciendo costes de ingeniería, paradas técnicas de mantenimiento, etc., son también factores que debemos contemplar para integrar variadores de frecuencia, así como ajustar el motor a la demanda real de la aplicación donde esté instalado, reduciendo su consumo energético hasta un 70%.

Variadores de frecuencia: instalación

Los variadores deben instalarse entre la alimentación o suministro eléctrico y el motor. La energía de la red pasa por el variador y regula la energía antes de que ésta llegue al motor, para luego ajustar la frecuencia y la tensión en función de los requisitos del procedimiento. De esta forma, se reduce la potencia de salida de una aplicación mediante el control de la velocidad del motor, garantizando que no funcione a una velocidad superior a la necesaria.

El uso de variadores de velocidad para el control inteligente de los motores tiene muchas ventajas
financieras, operativas y medioambientales, ya que supone una mejora de la productividad, aumenta la eficiencia energética y a la vez alarga la vida útil de los equipos, previniendo el deterioro y evitando paradas inesperadas que provocan tiempos de improductividad.

El uso de variadores de velocidad en motores tiene muchas
ventajas financieras, operativas y medioambientales, puesto que
supone una mejora de la productividad, aumenta la eficiencia
energética y la vida útil de los equipos

Cómo elegir un variador para cada aplicación específica

A la hora de seleccionar un variador es fundamental definir la aplicación para la que se va a emplear, ya que de ello dependerán las características necesarias para obtener el mejor rendimiento del equipo. A la hora de decidir cuál es el variador que se adapta a nuestra necesidad, tendremos en cuenta las siguientes consideraciones:

Tipo de carga

• Par variable. Aquellos cuyo par resistente aumenta o disminuye según la velocidad aplicada. Dentro de las cargas variables existen también las llamadas “cargas inversas”, donde el par resistente inicial es muy alto, pero una vez alcanzada la velocidad nominal, ésta baja drásticamente. Algunos ejemplos de cargas de par variable son las bombas centrífugas o ventiladores.
• Par constante. Aquellas cuyo par resistente se mantiene constante a cualquier régimen de velocidad. Algunos ejemplos de cargas de par constante son las cintas transportadoras, alimentadores, compresores de tornillos, máquinas, herramienta, etc.
• Equipos de izaje (levantamiento de carga), cintas transportadoras o bombas de pistón.
• Potencia constante.

Características de motor

Corriente y potencia nominal, factor de potencia y velocidad del motor (rpm).

Rangos de funcionamiento

Velocidad máxima y mínima.

Par en el arranque

Verificar que no supere los permitidos por el variador. Si supera el 170 % del par nominal es conveniente sobredimensionar el variador.

Frenado regenerativo

Cargas de gran inercia, ciclos rápidos y movimientos verticales, requieren de resistencia de frenado exterior.

Modo de control

Hay múltiples modos de control del par de un motor, Curva V/F, Rampa, PID, etc. El variador debe ser capaz de realizar el control con el método requerido.

Una vez definidas las distintas características del variador, es muy sencillo ajustar la mejor solución para cada proceso y alargar así la vida media de nuestros equipos.

Es importante destacar el ámbito de aplicación en el que se pueden encontrar los variadores de velocidad, como sistemas de ventilación, compresores, trituradoras o bombas sumergibles, entre otras.

Un variador de frecuencia nos permitirá dominar
el par y la velocidad de motores eléctricos

Conclusión

En suma, los variadores son equipos vitales en líneas de producción, ya que alargan la vida útil de los equipos, permitiendo un mejor uso de los mismos y, por lo tanto, haciéndolos más sostenibles. Además, son un factor fundamental en eficiencia energética, puesto que el ahorro que proporcionan es elevado debido a la reducción de los picos de potencia que generan en el equipo.

Soluciones en variadores de frecuencia

En RETELEC hemos diseñado nuestro portfolio de variadores de velocidad pensando en la gestión eficiente y Smart de las instalaciones eléctricas, ofreciendo al instalador un alto rendimiento en control y protección con mínimo mantenimiento y alta fiabilidad.

Además de arrancadores suaves y servomotores, somos fabricantes de variadores de velocidad con modelos compactos y versátiles, como la serie T9000 para pequeños motores capaces de soportar cargas pesadas en versión trifásica, además de tener unidad de frenado.

También destacan los modelos Z2000 de variadores trifásicos 230 V con soluciones robustas y gran capacidad de integración, completando así la sección de Variadores de alto par con filtro EMC —que reducen el ruido electromagnético que entorpecen el correcto funcionamiento del motor—. Por su parte, la serie Z8000 de muy alto par, que ya se encontraba en el catálogo anterior y que cuenta con una potencia de 0.5 a 1000 kW, resulta ideal en aplicaciones críticas, con un par muy elevado de trabajo para la mayoría de aplicaciones con cargas pesadas.

RETELEC diseña sus variadores enfatizando sus prestaciones, con mejor par de arranque y mejora en la unidad de frenado incluida de serie. Todo pensado para ser la elección óptima en instalaciones eólicas, o en lugares donde la inercia del frenado y carga de arranque sean bastante elevadas, entre otros ámbitos de aplicación.

También en este capítulo de Variadores destaca la serie REVFD para bombeo solar. Eficaz, versátil y con gran capacidad de trabajo y servicio, destacan por su conexión separada de los paneles fotovoltaicos y la red.

Se presenta en modelos trifásicos de 0.75 a 132 kW y dispone de un sistema híbrido de alimentación a través de paneles solares, o red en función de las necesidades, con un software de optimización que adapta la potencia del motor mediante el mppt de la instalación solar; también añade protección total para el bombeo, y orden de arranque para grupos electrógenos. Con un elevado par de trabajo para la mayoría de aplicaciones con cargas pesadas, destaca por su elevada capacidad de ahorro de energía y alta eficiencia.