Consideraciones para seleccionar y configurar un VDF
Para realizar la correcta selección de un variador de frecuencia y buena puesta en servicio, indicaremos una serie de consideraciones técnicas necesarias. Para comenzar, debemos tener en cuenta:
1. Las variables eléctricas del sistema a las que será sometido el equipo, como Tensión (380-690 V BT) y Frecuencia de Red (50-60 Hz).
2. Las solicitudes de carga a controlar, considerando parámetros como tipo (par constante, par cuadrático, par inverso, par lineal, etc.), potencia mecánica requerida, momento de inercia, entre otros. Asimismo, se debe saber si existe algún rango o variación de velocidad necesario para la aplicación, y si se requiere un par (torque) inicial alto.
3. Las condiciones ambientales a las que estará sometido el equipo, como altura geográfica, humedad y temperatura. Es importante considerar si estará instalado al exterior o interior de una sala eléctrica. Si se encuentra al interior de una sala, debe conocer si esta tiene contaminación y si cuenta con una ventilación adecuada.
4. En términos del equipamiento, se recomienda que el equipo tenga posibilidad de inyección de reactivos o mitigación de armónicos a través de filtros LHF.
5. La selección del variador de frecuencia debe también considerar los datos de placa del motor que mueve la carga. Para esto, se debe verificar que el variador de frecuencia sea capaz de entregar la corriente, par y potencia máxima que dispone el motor, considerando el tipo de carga que controlará. De lo contrario, se debe sobredimensionar el VDF (aumentar la potencia).
6. Una vez que se conocen los datos antes mencionados y el tipo de carga, podemos determinar si el variador de frecuencia se dimensionará para par constante o par variable. Cabe mencionar que la mayoría de los fabricantes de VDF indican (en su placa característica o por catálogo) la corriente de par variable como corriente principal del modelo, y la de par constante, como segunda corriente (que es menor).
En caso de tratarse de una carga de par variable, debemos considerar la corriente de motor para dimensionar la corriente del variador. Por ejemplo, para un motor de 22 kW con una corriente aproximada de 42 A, debemos considerar un variador de a lo menos la misma corriente. Si el tipo de carga es de par constante, debemos fijarnos en la segunda corriente de placa del variador para así determinar la selección del variador. Por ejemplo, para un motor de 22 kW con una corriente aproximada de 42 A, se debe considerar un variador de a lo menos la misma corriente para par constante. En forma general, debería ser un variador de 30 kW para un motor de 22 kW.
A la hora de seleccionar un variador, estas consideraciones son genéricas, pero, en términos ideales, debemos tener en cuenta la gran mayoría de variables anteriormente identificadas, para así comparar las curvas de la carga v/s las curvas del motor y la capacidad del variador para controlar estas exigencias.
7. Hay que tener en consideración las recomendaciones que hacen los fabricantes para almacenamiento, instalación o montaje, puesta en servicio, funcionamiento, y mantenimiento.
8. Para configurar y/o programar un variador de frecuencia, debemos poder controlarlo vía computador o vía HMI.
9. Contar con el manual de programación en caso de que el producto tenga alguna clave inicial para poder alterar los parámetros de fábrica. También es recomendable seguir los parámetros de puesta en servicio rápida para identificar las variables a configurar.
10. Los primeros parámetros a ingresar son los de placa del motor, es decir, debemos indicarle al VDF qué características tiene el motor a controlar, como tensión nominal, frecuencia nominal, velocidad en rpm, corriente nominal, rendimiento, factor de potencia, etc.
11. Para continuar la programación, hay que tener claro cómo controlaremos el variador: desde una pantalla HMI o a través de señales (digitales/análogas) externas al equipo. También hay que configurar las salidas de relé según la necesidad de la aplicación.
12. Por último, y dependiendo del tipo de carga y aplicación del sistema, se debe configurar el tipo de control del variador (como V/F, control vectorial, control vectorial con encoder), y seleccionar los tiempos de rampas de aceleración y desaceleración.
Con todos estos tópicos, podemos seleccionar y dimensionar un variador de frecuencia y, además, configurarlo para una rápida puesta en servicio.
• Par Constante: en máquinas de este tipo, el par permanece constante durante la variación de velocidad y la potencia aumenta proporcionalmente con la velocidad. Ejemplos: compresor a pistón, grúas, bombas a pistón, trituradores, transportadores continuos, polipastos, entre otros.
• Par Lineal: en este tipo de máquinas, el par varía linealmente con la rotación, y la potencia varía con el cuadrado de la rotación. Ejemplo: cilindros con fricción viscosa.
• Par Cuadrático: en este caso, el par varía con el cuadrado de la rotación y la potencia con el cubo de la rotación. Ejemplos: bombas centrífugas, ventiladores y mezcladores centrífugos.
• Par Inverso: una carga a potencia constante es normal cuando el material se enrolla y el diámetro cambia durante este proceso. La potencia es constante y el par es inversamente proporcional a la velocidad. Ejemplos: bobinadora de papel, bobinadora de paño, tornos, bobinadora de hilos.
