Parámetros del variador
Seleccionamos los parámetros del variador de frecuencia en función de varios parámetros, tales como: potencia del motor, tensión de trabajo, corriente nominal, frecuencia de trabajo, número de ciclos de aceleración y frenado en un período de tiempo determinado, tipo de control requerido (binario, Modbus, USS, analógico, mixto), tipo de operación del variador (vectorial o escalar), emisión de interferencias.
En el caso de los variadores Siemens Sinamics V20, que tienen una capacidad de sobrecarga del 150% durante un minuto, la potencia del variador se selecciona para que sea >= a la potencia del motor, aunque un criterio de selección más importante es la corriente nominal del variador, que debe ser mayor que la corriente del motor. Por esta razón, sucede que para un motor de 5.6 kW, un variador de 5.5 kW es más que suficiente, ya que tiene un margen de corriente adecuado.
En cuanto a la frecuencia de la tensión de salida del variador, esta tiene un impacto directo en la velocidad de rotación del motor trifásico. Para motores estándar adaptados para operar directamente desde la red de 50Hz, la velocidad de rotación es aproximadamente 50 revoluciones por segundo, es decir, 3000 RPM. Si el motor requiere una tensión con una frecuencia de 400Hz, debemos estar seguros de que el variador es capaz de alcanzar esta frecuencia. Por ejemplo, este será el caso cuando el variador coopere con un electrohusillo trifásico de 24000 RPM y 400Hz. Aquí, siempre se debe recordar programar adecuadamente la característica V/f (U/f).
Selección de ajustes
Todo motor trifásico se calienta durante su funcionamiento debido a las pérdidas en el hierro y las pérdidas resistivas en los conductores utilizados en el estator y la jaula del rotor. El calentamiento depende principalmente del valor de la corriente que fluye por los devanados durante la aceleración del motor y durante el funcionamiento. A menudo, al pensar en el frenado del motor, olvidamos los fenómenos térmicos que también ocurren aquí. Por esta razón, se debe seleccionar un método de frenado del motor adecuado según la aplicación utilizada. Si el motor puede detenerse libremente durante un tiempo prolongado, podemos aplicar el frenado más simple, configurando solo la rampa de desaceleración, por ejemplo, a 10 segundos, para evitar la sobrecarga de los condensadores en el variador. Sin embargo, si queremos detener rápidamente el movimiento de rotación, es necesario extraer una gran cantidad de energía de rotación del motor en poco tiempo, y aquí, en el caso de los variadores Siemens Sinamics V20, surgen dos posibilidades: frenado tipo «compound brake» (frenado compuesto) o frenado regenerativo (dinámico) con transferencia de energía a una resistencia externa de alta potencia.
El frenado «compound brake» funciona de manera mixta, desacelerando alternativamente el campo giratorio en una cierta cantidad y luego inyectando la energía recuperada del motor de nuevo en sus devanados como corriente continua (CC). Este método permite obtener un tiempo de frenado medio y se acompaña de un fuerte calentamiento del motor; por esta razón, no se recomienda su uso cuando se trata de arranques y frenados frecuentes del motor.
El frenado regenerativo (dinámico) con un módulo de frenado (integrado o externo) asegura el frenado más eficaz con una mínima generación de calor en el motor. Toda la energía regresa al variador y a la resistencia de frenado. En caso de conectar varios variadores a un bus DC común, durante el proceso de frenado de un motor, otros variadores pueden utilizar esta energía.
Los módulos de frenado integrados están presentes en variadores con una potencia >= 7.5 kW.
Control
El control del variador puede realizarse de cualquier manera: mediante señales binarias de 24V DC, transmisión serie RS485 con protocolo Modbus o USS, señales analógicas (regulación de velocidad) o de forma mixta. Los variadores Siemens Sinamics V20 permiten aquí prácticamente cualquier configuración.
Emisión de interferencias RFI
El uso de variadores con filtros elimina la propagación de interferencias hacia la red de alimentación. La ausencia de filtros puede causar interferencias en el funcionamiento de dispositivos de radio y dispositivos que utilizan comunicación USB en las proximidades. Entre el variador y el motor se deben utilizar cables apantallados. En el caso de sistemas móviles, los cables deben ser flexibles, adaptados para trabajo continuo en cadenas portacables con un radio de curvatura adecuado. ¡Atención! Los cables de control comunes, aunque parezcan flexibles, no son adecuados para trabajo continuo en movimiento. Utilice cables chain-flex.
Variador escalar o vectorial
En el caso de elegir el método de control vectorial o escalar, el fabricante de electrohusillos Teknomotor sugiere el uso de variadores escalares debido a las menores pérdidas térmicas en el motor. Con el control vectorial, puede ocurrir un calentamiento excesivo del motor, especialmente en el rango inferior de revoluciones.