¿Cuáles son los datos nominales de la red eléctrica? El motor jaula de ardilla fácilmente puede tener un diseño interno que mediante un arreglo determinado de los cables puede ser conectado a 220 ó 440 V. Sin embargo, por la manera en que está construido un variador de velocidad no puede conectarse indistintamente en cualquier red. Se consiguen usualmente equipos con rango de tensión de 200 a 240 V, de 220 a 230 V, de 380 a 480 V O de 575 a 690 V. También debemos recordar que para niveles de potencia superiores (por encima de 500 HP), los motores tienden a ser especificados en Media Tensión, es decir, 4160 V. Cuando se piensa en estos niveles de tensión, lo más importante es encontrar un conjunto drive-motor que nos ofrezca amigabilidad, flexibilidad, eficiencia y confiabilidad. Las redes eléctricas en Chile, Europa y otros países son de 50 Hz, mientras que en Estados Unidos, y varios países de Centro y Suramérica tienen una frecuencia de 60 Hz. Otro más de los beneficios del uso de estos equipos es la posibilidad de utilizar máquinas diseñadas para redes de 50 ó 60 Hz, en redes con la otra frecuencia nominal, pues el CF puede dar en la salida una tensión y frecuencia diferentes de la tensión y frecuencia de entrada (red). ¿Cómo será controlado y monitoreado el equipo? Desde la operación manual hasta la integración con un sistema superior de control (como un PLC o un DCS), el CF está en capacidad de responder. Dependiendo de cuántas órdenes queremos que el equipo reciba y ejecute y de cuántas variables sea necesario monitorear del equipo y del proceso, será considerada la cantidad de I/Os del equipo. Mediante las entradas digitales (contactos abiertos o cerrados) se da al CF órdenes tales como: Habilitación general de funcionamiento Marcha/paro con selectores Marcha/paro con pulsadores Cambio de sentido de giro (posible en un CF sin necesidad de contactores) Marcha en velocidades predeterminadas (tener en cuenta cuántas se requerirán) Marcha en velocidad de prueba Indicación de error externo Selección de lugar de control Control de velocidad del tipo de potenciómetro electrónico Activación de controlador PID, entre otras. Los CF modernos tienen 4 ó 6 DI, siendo posible ampliar este número con el uso de tarjetas expansoras de entradas. Las entradas analógicas (señales de 0
10 V DC o de 0
20 mA DC) son usadas para dar referencia de velocidad al CF. Esta referencia puede provenir sencillamente de un potenciómetro industrial, como también de un PLC o directamente de un transductor de alguna variable de proceso (presión, caudal, nivel, temperatura, humedad relativa, masa, velocidad lineal, etc.). En el caso del controlador PID interno, esta señal será considerada como valor real. Es común encontrar CF con 1 ó 2 AI; pero también es posible ampliar este número a través de tarjetas expansoras. Las salidas de relé o salidas digitales tienen el objetivo de visualizar el estado del CF así como ciertos eventos que se quiere visualizar o indicar al sistema superior. Las siguientes son las indicaciones que generalmente se pueden dar a través de estas salidas: Convertidor listo En marcha Con error Velocidad real igual a una velocidad predeterminada Velocidad real superior/inferior a una velocidad predeterminada Torque igual a un torque predeterminado Torque superior/inferior a un torque predeterminado La cantidad de ROs y DOs del equipo varía dependiendo de la línea de CF, pero también puede ser expandible. Las salidas analógicas son proporcionales a ciertas variables del CF. Es posible dar indicación a mandos externos de los siguientes parámetros: Corriente de convertidor Velocidad de referencia Velocidad de salida Tensión en el circuito intermedio Tensión aplicada a motor Potencia de salida Torque de salida Variable proporcional a la velocidad (variable de proceso: no directamente, sino por proporcionalidad a la velocidad de salida), etc. Un ejemplo muy sencillo del uso de las I/Os es el siguiente: Supongamos que tenemos un PLC que, antes de dar marcha al motor, requiere saber si el CF está listo; además, para controlar la velocidad sobre la velocidad mínima, requiere que el CF le indique que está en marcha. Encadenamos así: Si el CF está listo, activa una RO, que se realimenta al PLC; el PLC recibe esta indicación y envía una señal de marcha al CF que llega como una DI; el CFW ejecuta su acción de marcha y activa una RO con la indicación de que está en marcha; el PLC recibe esta realimentación y da orden de cambiar la velocidad mediante la modificación de una salida analógica que se convierte en entrada analógica para el CF. También es posible llevar al PLC la indicación, por ejemplo, del nivel de corriente del equipo, para que ante un aumento súbito, sea el PLC quien tome la decisión de qué hacer. A estas señales I/Os las clasificamos en general con el nombre de recursos de control. El éxito en la utilización de estos recursos está en la pericia del programador para utilizarlas al máximo. En ocasiones es posible hacer una buena configuración con las I/Os de un CF básico, pero para ello es necesario conocerlo muy bien. En caso de limitación en estos recursos, queda la opción de complementar ciertos comandos con controles convencionales, como pulsadores con retención, selectores externos, acción directa sobre contactores o interruptores asociados. Consideraciones finales Todas las preguntas realizadas previamente deben tener respuestas concretas, posibles de tabular en una hoja técnica de selección. Especificar un variador de velocidad simplemente por su potencia y tensión no es lo más correcto, porque cualquier detalle no considerado puede convertirse fácilmente en una incompatibilidad entre la necesidad inicial y la ejecución final. Junto con el CF deben escogerse los dispositivos de maniobra, pues de nada sirve tener un excelente equipo en la aplicación, si sus accesorios y elementos asociados no cumplen los mismos niveles de calidad y confiabilidad. Debe siempre tenerse presente que el CF está encaminado a controlar un motor y un proceso; por tanto, su selección nunca podrá ser aislada. |