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VARIADORES DE FRECUENCIA
Tecnología con múltiples
aplicaciones y beneficios para la industria
Por Equipo de Prensa Revista ElectroIndustria
Mayor eficiencia energética y aumento de la vida útil de los equipos, son algunas de las ventajas que ofrece la incorporación de VDF a los procesos. En este reportaje, consultamos a seis especialistas que se refirieron a las tendencias y recomendaciones para el uso de estos dispositivos.

Mayor eficiencia energética y aumento de la vida útil de los equipos, son algunas de las ventajas que ofrece la incorporación de VDF a los procesos. En este reportaje, consultamos a seis especialistas que se refirieron a las tendencias y recomendaciones para el uso de estos dispositivos.

El avance tecnológico permite año a año mejorar la calidad y eficiencia de los componentes de cada equipo, pero principalmente se ha mejorado mucho en funcionalidades y tipos disponibles de protocolos de comunicación, que hacen que estos equipos sean más flexibles para cada tipo de aplicación. Así lo afirma Samuel Hidalgo Rojas, Sales Specialist Low Voltage Motors & Drives de Siemens Chile, quien destaca la incorporación de funciones de seguridad, respaldo cinético (KIP), rearranque al vuelo, rearranque automático, antibloqueo de motor, vigilancia de defecto a tierra en el lado de salida, y protocolo Profinet.

Por su parte, Rodrigo Tapia, Gerente de Ventas en Fabelec, sostiene que las mejoras tecnológicas abarcan aspectos como programación más fácil, programación predeterminada para algunas aplicaciones (como control de bombas y control de izaje, entre otras), lazos de control más avanzados y puertas de comunicación incorporadas. “Estas tecnologías son conocidas en el segmento de los profesionales del control industrial. Asimismo, observamos una fuerte tendencia hacia todo lo relacionado con el monitoreo remoto de estos equipos”, comenta.

En tanto, Fernando Gariazzo, Jefe División Área Eléctrica y Control de Soltex Chile, menciona el aumento de la robustez de la electrónica y componentes del drive frente la humedad y el polvo, así como el cumplimiento con la norma ROHS. “Todas las partes del drive son libre de materiales peligrosos como plomo, mercurio, cadmio, cromo, PBB, PBDE, cada vez más requerido por empresas que desean ser amigables con el medioambiente y manejan un estricto control de residuos/reciclado”, señala.

Además, el especialista agrega que la nueva generación de estos accionamientos permite operar con motores de imanes permanentes en lazo abierto, así como trabajar con motores de eficiencia IE4 y superior sin necesidad de encoder, y cuenta con PLCs integrados, lo que posibilita que el drive asuma tareas de automatización más complejas, eliminando la necesidad de componentes adicionales.


Aplicaciones de los VDF

Hoy en día, ¿existe algún sector o aplicación en la que deberían usarse VDF pero no se está haciendo? “Sí, existen muchas aplicaciones que definitivamente deberían ocupar variadores de frecuencia gracias al ahorro energético que esto puede conllevar, como por ejemplo, bombas y ventiladores. Para este fin, muchos clientes siguen ocupando partidas estrella triángulo con peaks de corriente muy altos. También debemos mencionar máquinas chancadoras y agitadores que sufren problemas de desgaste mecánico en su funcionamiento cuando no se ocupan variadores”, asegura Levis López, Ingeniero de Ventas Área Variadores de Frecuencia de InexChile.

“Con las nuevas tendencias en gestión de la eficiencia energética, el uso responsable de los recursos naturales y la creciente demanda de sistemas autónomos y seguros, la incorporación de un VDF a los procesos como la extracción del recurso hídrico en la agricultura, maximizará el uso de los pozos gracias a un sistema eficiente que permite el ahorro de agua y de energía; en sistemas de regadíos se vuelve importante su incorporación, para utilizar energías renovables como la solar”, afirma David Bobadilla Pavez, Ingeniero de Soporte Comercial en RHONA.

En aplicaciones donde es necesario utilizar generadores que deben ser sobredimensionados en un 300% a 450% de la corriente nominal del motor, un VDF optimizará el consumo permitiendo que la capacidad del generador deba tener un 30% más de la corriente disponible respecto al consumo nominal del motor, ahorrando energía, reduciendo costos de mantención, optimizando espacio y teniendo un menor impacto ambiental al utilizar equipos más pequeños, agrega el ejecutivo.

Adicionalmente, en sistemas que requieren torque constante, existen equipos diseñados para el control de motores en extrusoras, máquinas trituradoras, trefiladoras, puentes de grúa, compresores, prensas, bombas de pulpa y otras máquinas de alto desempeño.

“El uso de variadores conectados a Ethernet a sistemas automatizados y el uso de los datos que pueden recolectar del motor y la aplicación, pueden ayudar al mantenimiento preventivo y una producción más eficiente”, destaca el ejecutivo de Soltex Chile.

Por su parte, Julio Vera, Gerente de Variadores de Frecuencia de Fabelec, advierte un campo potencial de aplicación en escaleras mecánicas y ascensores, en muchos de los cuales aún se emplean tarjetas dedicadas para el control de motores.


¿Filtros activos o pasivos?

“Las ventajas de los VDF son indiscutibles, sin embargo, al instalarse varios equipos pequeños o uno de gran potencia, surgen fenómenos eléctricos que a potencias menores, no influyen en la red eléctrica. Estos son los armónicos, que deforman la forma de onda de tensión, y esto provoca pérdidas de potencia, aumento de corriente por el neutro, aumento de voltaje en las tierras de protección, bajo factor de potencia, emisión electromagnética, etc. En tales casos, es recomendable instalar filtros”, precisa Bobadilla.

Los filtros son circuitos especializados en tratar de distinta forma (ya sea en amplificar y desfasar más o menos) a los armónicos según su frecuencia. “Si en cualquier circuito analógico introdujéramos una señal compuesta de armónicos de todas las frecuencias, veríamos que trata de distinta forma a unos armónicos que a otros dependiendo de su frecuencia. Esto puede considerarse como distorsión de la señal de entrada. Cuando lo que se busca de dicho circuito es precisamente esa cualidad, hablamos de filtros”, comenta Vera.

Los filtros juegan un importante rol en la electrónica actual, tanto en áreas de comunicaciones y procesamiento de imágenes como de control automático. Estos se pueden clasificar en filtros análogos, digitales y de capacitor conmutado (híbrido, el cual contiene elementos análogos y digitales). Un filtro es un dispositivo de dos puertas capaz de transmitir una banda de frecuencias limitada. Estos pueden ser pasivos o activos. Los primeros, están construidos en base a resistencias, bobinas y condensadores, mientras los segundos están conformados por resistencias, condensadores y amplificadores operacionales. Los filtros se escogen en función de la aplicación, carga y requerimientos del cliente. “Un correcto dimensionamiento es fundamental para los filtros pasivos pues su mayor efectividad depende de la relación carga/potencia”, asegura Gariazzo.

Para saber cómo seleccionarlos, el especialista de Siemens Chile, sugiere lo siguiente:

Filtros pasivos: Se deben seleccionar por tensión, corriente y deben estar sintonizados a las frecuencias que se desea eliminar. Estos dispositivos se conectan en serie al variador de frecuencia.

Filtros activos: Se deben seleccionar según las corrientes de carga de la línea, estas corrientes siempre deben estar en constante monitoreo con el filtro, para generar una corriente activa en oposición a las corrientes armónicas de la carga, tensión de la red y si existe o no regeneración.


Buenas prácticas

La implementación, montaje, configuración y mantenimiento de un variador de frecuencia son tareas que requieren la participación de personal calificado. En ese sentido, y de acuerdo a Rodrigo Tapia de Fabelec, las prácticas “deseables” a la hora de instalar un variador serían: canalización dedicada, a fin de evitar interferencias electromagnéticas; uso de filtros, para no contaminar la instalación eléctrica con la presencia de armónicos indeseables; correcta ventilación, que aplica a todo equipo que trabaje con microprocesadores; y respetar la regla de prorrateo cuando son instalados en zonas con una altitud por sobre los 1.000 msnm.

“Muchas veces la problemática del variador va relacionada con la programación inadecuada del equipo para aplicaciones particulares y por la mala selección del equipo sin tomar en cuenta ciertos factores como: el tipo de torque (variable o constante), el grado de protección (IP00, IP21, IP54), la protección de las tarjetas (barnizadas o no), que el usuario tome en consideración si va a requerir chopper de frenado o no, entre otros”, explica Levis López, de InexChile.
Noviembre 2016
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Comentarios acerca de este artículo
Claudio Gonzalez P. INSEMOV - VACON (16/03/2017)

Excelente publicación, aclara muy bien las ventajas comparativas de los Variadores de Frecuencia.
Ademas que no siempre hay que fijarse en el precio, si no que también en lo que incluye el VDF y sus capacidades.
Como por ejemplo el Variador de Frecuencia Vacon 100, que trae por defecto 4 Protocolos de Comunicación, es IP54, trae incorporado el Chopper de Frenado y ademas todas sus tarjetas son barnizadas, sin mencionar que el Display es un "osciloscopio" en tiempo real, el cual sirve para visualizar, como por ejemplo, la Corriente de consumo del motor v/s el voltaje.

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