Aproximadamente un 40% de la electricidad del mundo es utilizada por el sector industrial. De este porcentaje, alrededor de dos terceras partes es utilizada por motores eléctricos; es decir, consumen alrededor de un cuarto de toda la energía eléctrica del planeta.
Esto demuestra que el sector industrial tiene un papel importante en el uso eficiente de la energía eléctrica. Ya que los motores son el corazón de los procesos industriales, su eficiencia es clave para los objetivos económicos y de sostenibilidad para las empresas.
Tanto los partidores suaves como los variadores de frecuencia contribuyen a la eficiencia de los motores eléctricos al reducir el consumo de energía y minimizar el estrés en el motor, lo que a su vez prolonga su vida útil. La elección entre estos dispositivos depende de la aplicación específica y de los requisitos de control de velocidad del motor.
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Los partidores suaves son dispositivos electrónicos diseñados para controlar el arranque y la parada de motores eléctricos de manera gradual y controlada. Su principal función es mitigar los picos de corriente y reducir el estrés mecánico en el motor y en el sistema eléctrico en el momento del encendido. Esto se logra mediante la variación de la tensión y la frecuencia suministradas al motor en la partida.
El funcionamiento de un partidor suave se basa en la electrónica de potencia. En su estado inicial, limitan la tensión y la frecuencia entregadas al motor, lo que resulta en un aumento progresivo de la velocidad y el torque. A medida que el motor gana velocidad y se estabiliza, el partidor suave permite un flujo completo de tensión y frecuencia, llevando al motor a su velocidad nominal. Esta transición suave evita golpes mecánicos y reduce la corriente de arranque, lo que prolonga la vida útil del motor y mejora la eficiencia energética.
Evaluar la carga del motor y la aplicación es crucial para seleccionar el partidor suave adecuado. Se deben considerar las especificaciones de voltaje, corriente y frecuencia requeridas.
Configurar los parámetros del partidor suave según las necesidades de la aplicación. Esto incluye la rampa de arranque, el tiempo de aceleración y otros ajustes relacionados con la carga.
Asegurarse de que el partidor suave cuente con características de protección, como sobrecarga, cortocircuito y protección térmica, para garantizar la seguridad y el rendimiento del motor.
Establecer un plan de mantenimiento regular para inspeccionar y mantener los partidores suaves en buen estado de funcionamiento, lo que prolongará su vida útil y garantizará un rendimiento confiable.
Los variadores de frecuencia, o VFD por sus siglas en inglés (Variable Frequency Drive), son un sistema de control para motores de corriente alterna que regulan la frecuencia de entrada al motor, permitiendo ajustar la velocidad y su par generado. Esto se logra de la siguiente forma: la corriente AC trifásica que entra al variador es convertida a DC por el rectificador, luego es filtrada en el capacitor y finalmente es convertida de nuevo a AC en el inversor, enviando la frecuencia indicada por el usuario.
De la misma forma que la transmisión en una bicicleta permite hacer un uso eficiente de la energía generada por la cadencia del ciclista, un variador de frecuencia ayuda a utilizar de forma eficaz la corriente de alimentación del motor. De hecho, la reducción de la velocidad del motor en un 25% disminuye el consumo de energía en casi un 60%, mientras que la reducción en un 50% reduce el consumo en casi un 90%. Este nivel de ahorro tiene un claro impacto económico sobre los presupuestos de las industrias.
Además de las ventajas de consumo, los variadores de frecuencia ofrecen beneficios que afectan la vida útil de los motores y de la maquinaria cercana. Al estar integrado en un sistema de control automatizado y sensores, permite ajustar de forma instantánea su velocidad. Igualmente, permite mantener el funcionamiento constante del motor ajustado al consumo más eficiente para el proceso.
Los variadores de corriente permiten detenciones de motores de forma paulatina y controlada, que protege sus componentes y evita una cadena de fallos en la línea de producción debido a paradas de planta no programadas.
También, se debe considerar que el variador de frecuencia por su topología electrónica, inyecta armónicos tanto al sistema como al motor que alimenta, por tanto se recomienda que al momento de adquirirlo se incluya algún elemento para disminuir la carga armónica que estos equipos producen, como por ejemplo filtros o reactancias según sea el caso o necesidad.
Integrar un nuevo componente a nuestros procesos tiene varias consideraciones, desde lo económico hasta la calidad y soporte técnico. En este aspecto, la experiencia de PRECISION y Rockwell Automation con la familia de productos PowerFlex, de Allen Bradley, tiene un gran impacto en la producción eficiente de la industria, con una diversidad de variadores de frecuencia diseñados para distintas aplicaciones de baja y media tensión, con diferentes clasificaciones de potencia y voltaje, ajustándose a las necesidades de cada industria. Entre sus principales ventajas tenemos:
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La elección entre partidores suaves y variadores de frecuencia de Rockwell Automation es esencial en el diseño y control de sistemas de motores eléctrico y depende de varios factores clave.
La elección entre partidores suaves y variadores de frecuencia depende de una evaluación cuidadosa de los factores específicos de la aplicación. Los partidores suaves son ideales para protección del motor en aplicaciones que solo requieren un arranque suave, mientras que los variadores de frecuencia son la elección cuando se necesita un control preciso de velocidad y eficiencia energética. En aplicaciones complejas, es posible que se requiera una combinación de ambos para satisfacer todas las necesidades de control y rendimiento.
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