Inversor LenzeLas soluciones se utilizan en sistemas de control de motores y movimiento industrial donde se requiere una regulación precisa de la velocidad, aceleración controlada, desaceleración, gestión del par e integración con equipos de automatización. Seleccionar el inversor adecuado no es simplemente una cuestión de adaptar la potencia del motor. Los ingenieros también deben considerar el tipo de motor, el voltaje de suministro, la corriente de salida, el modo de control, las características de la carga, los requisitos de frenado, la arquitectura de comunicación, las condiciones ambientales, las limitaciones del gabinete y los procedimientos de puesta en servicio. La tecnología Inverter se puede aplicar en transportadores, bombas, ventiladores, equipos de embalaje, máquinas herramienta, sistemas de manipulación de materiales y otra maquinaria industrial. El proceso de selección más confiable comienza con el ciclo de trabajo de la máquina y las características del motor, luego define las funciones de accionamiento, la protección, las interfaces de control y las condiciones de instalación requeridas. Para los compradores que buscan productos de automatización industrial establecidos, la identificación precisa del modelo y la coincidencia de aplicaciones son particularmente importantes porque diferentes familias de inversores pueden tener diferentes interfaces, funciones de software, dimensiones y requisitos de instalación.
Tabla de contenido
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- 1. ¿Por qué es importante el control de motores de velocidad variable en equipos industriales?
- 2. ¿Cómo controla un variador de frecuencia industrial un motor?
- 3. ¿Qué características del motor y de la carga deberían evaluarse?
- 4. ¿Cómo afectan los modos de control al rendimiento de la máquina?
- 5. ¿Qué hacen las funciones de aceleración, desaceleración y frenado?
- 6. ¿Cómo se comunica un inversor con los sistemas de automatización?
- 7. ¿Qué funciones de protección deben considerarse?
- 8. ¿Cómo afectan el entorno de instalación y el diseño del gabinete a la selección?
- 9. ¿Cómo se debe gestionar la energía de frenado, regeneración y desaceleración?
- 10. ¿Qué aplicaciones industriales pueden utilizar variadores de velocidad?
- 11. ¿Qué errores de selección comunes deben evitar los ingenieros?
- 12. ¿Cómo deberían reemplazarse o modernizarse los sistemas existentes?
- 13. ¿Qué debe incluir una especificación de inversor profesional?
- 14. Preguntas frecuentes
¿Por qué es importante el control de motores de velocidad variable en equipos industriales?
Muchas máquinas industriales no necesitan un motor para funcionar a una velocidad fija en todas las condiciones. Los transportadores pueden necesitar una aceleración controlada, las bombas pueden requerir diferentes condiciones de flujo, los ventiladores pueden responder a la demanda cambiante del proceso y las máquinas envasadoras a menudo dependen del movimiento coordinado entre varios ejes o estaciones.
Las disposiciones tradicionales de velocidad fija pueden utilizar métodos mecánicos para adaptar la salida de la máquina, pero un variador de frecuencia permite controlar directamente las condiciones eléctricas de funcionamiento del motor.
Al cambiar la frecuencia y el voltaje suministrados de acuerdo con la estrategia de control seleccionada, el variador puede regular la velocidad del motor e influir en la producción de torque. Esto ofrece al diseñador de la máquina una forma más flexible de controlar el movimiento sin depender exclusivamente de métodos de transmisión mecánica.
El beneficio práctico no es simplemente “cambiar de velocidad”. La aceleración controlada puede reducir el impacto mecánico. La desaceleración controlada puede reducir la carga repentina en acoplamientos y correas. La velocidad ajustable puede permitir que un proceso funcione en las condiciones de producción requeridas en lugar de forzar al motor a funcionar continuamente en un punto fijo.
Permite ajustar la velocidad del motor según los requisitos de la máquina y las condiciones del proceso.
Proporciona una rampa definida desde la parada hasta la velocidad de funcionamiento, lo que reduce la carga mecánica abrupta.
Permite que la máquina disminuya la velocidad según un perfil definido en lugar de detenerse abruptamente.
Proporciona una interfaz de control que puede conectar el funcionamiento del motor a PLC, HMI, sensores y sistemas de supervisión.
Por qué diferentes máquinas necesitan un comportamiento de accionamiento diferente
Un transportador que transporta una carga estable se comporta de manera diferente a un polipasto, una extrusora, un ventilador centrífugo o una máquina de alta inercia. Cada carga crea un requisito de par-velocidad diferente.
Algunos equipos necesitan un par de arranque elevado. Algunos requieren un par relativamente bajo a baja velocidad. Algunos deben acelerar una gran masa giratoria y luego desacelerarla repetidamente.
Estas diferencias afectan la clasificación adecuada del inversor y la estrategia de control.
Control de velocidad y estabilidad del proceso.
En la automatización industrial, la velocidad suele estar directamente relacionada con la calidad del proceso. La velocidad del transportador influye en el espaciado. La velocidad de la bomba influye en el flujo. La velocidad del ventilador influye en el volumen de aire. La velocidad del rodillo influye en la manipulación del material.
Por lo tanto, un variador puede convertirse en parte del circuito de control del proceso en lugar de ser simplemente un accesorio del motor.
Por qué el control del motor debería comenzar con la máquina
La primera pregunta no debería ser "¿Qué inversor tiene la potencia nominal correcta?" La mejor pregunta es "¿Qué requiere la máquina del motor?"
La respuesta debe incluir la frecuencia de arranque y parada, la velocidad de funcionamiento continuo, la demanda de par máximo, el tiempo de aceleración, el tiempo de desaceleración, la inercia de la carga, la temperatura ambiente y los requisitos de comunicación.
¿Cómo controla un variador de frecuencia industrial un motor?
Un inversor industrial convierte la energía eléctrica entrante en una salida controlada adecuada para el motor conectado. En un variador de frecuencia de CA convencional, este proceso generalmente implica rectificación, almacenamiento de energía en el enlace de CC y conmutación controlada a través de una etapa inversora.
Etapa rectificadora
Para un variador de frecuencia de CA típico, el suministro de CA entrante se convierte primero en CC. La etapa rectificadora establece el bus de CC utilizado por el circuito de conmutación aguas abajo.
La configuración del rectificador depende de la arquitectura del variador y de la disposición del suministro.
enlace CC
El enlace de CC actúa como sección de energía intermedia entre el rectificador de entrada y la etapa inversora de salida. Los condensadores y otros componentes ayudan a estabilizar el voltaje de CC y respaldan el proceso de conmutación.
Etapa inversora
La etapa inversora utiliza interruptores semiconductores para convertir la energía del enlace de CC en una salida trifásica controlada u otra salida adecuada. Al ajustar los patrones de conmutación, el variador controla el voltaje y la frecuencia aplicados al motor.
Frecuencia de salida
La velocidad del motor en un motor de inducción de CA está relacionada con la frecuencia eléctrica y el número de polos del motor. Por lo tanto, cambiar la frecuencia de salida cambia la velocidad de funcionamiento del motor.
La relación no es completamente directa porque las condiciones de carga y deslizamiento también afectan la velocidad real del motor.
Control de voltaje
El variador también controla el voltaje del motor. El voltaje y la frecuencia deben coordinarse para establecer las condiciones de flujo magnético deseadas en el motor.
| Etapa de conducción | Función principal | Consideración clave |
|---|---|---|
| Rectificador de entrada | Convierte el suministro de CA a CC | Tensión de alimentación y configuración de entrada. |
| enlace CC | Proporciona energía CC intermedia. | Tensión CC, ondulación, capacitancia, condiciones térmicas. |
| Puente inversor | Crea salida de motor controlada | Dispositivos de conmutación, capacidad actual, algoritmo de control. |
| Procesador de control | Calcula comandos de conmutación y control de motores. | Modo de control, retroalimentación, funciones de software. |
| Sistema de protección | Monitorea condiciones eléctricas anormales. | Corriente, voltaje, temperatura, lógica de falla. |
conmutación pwm
La modulación de ancho de pulso se usa comúnmente para sintetizar la forma de onda del motor deseada. Los interruptores semiconductores se encienden y apagan a una frecuencia controlada, produciendo un patrón de pulso cuyo voltaje y frecuencia efectivos pueden regularse.
El patrón de conmutación lo gestiona el procesador de control del variador.
Retroalimentación motora
Algunas aplicaciones funcionan sin un codificador de motor físico. El variador estima el comportamiento del motor a partir de mediciones eléctricas y su algoritmo de control.
Otras aplicaciones requieren retroalimentación del codificador cuando se necesita mayor control de velocidad o posición.
Operación de bucle abierto y bucle cerrado
El control de bucle abierto no utiliza un dispositivo físico de retroalimentación de velocidad. El control de circuito cerrado utiliza retroalimentación de un codificador u otro sensor para mejorar la regulación.
El enfoque apropiado depende de la precisión requerida, la respuesta dinámica, el tipo de motor y el proceso de la máquina.
Por lo tanto, el accionamiento es un sistema electrónico de potencia combinado con un sistema de control. La calidad del rendimiento del motor depende tanto de la etapa de potencia eléctrica como del algoritmo de control.
¿Qué características del motor y de la carga deberían evaluarse?
El motor y la carga definen las condiciones bajo las cuales debe funcionar el variador. Por lo tanto, el dimensionamiento correcto requiere más información que la potencia indicada en la placa del motor por sí sola.
tipo de motor
Las aplicaciones industriales comunes pueden involucrar motores de inducción asíncronos, motores de imanes permanentes, motores síncronos u otras tecnologías de motores.
El variador debe admitir el tipo de motor seleccionado y su correspondiente método de control.
voltaje del motor
El voltaje de la placa de identificación del motor debe corresponder con la salida del variador y el sistema eléctrico. Una discrepancia puede crear condiciones de funcionamiento incorrectas.
corriente del motor
La corriente del motor es particularmente importante porque la etapa de salida del variador generalmente se selecciona según la capacidad de corriente y la clase de potencia.
Dos motores con la misma potencia nominal pueden tener diferentes corrientes nominales según el voltaje, la eficiencia, el factor de potencia y el diseño del motor.
Frecuencia básica
La frecuencia nominal del motor establece un punto de referencia importante para la programación del variador. La relación entre el voltaje y la frecuencia por debajo del punto base influye en el par disponible.
Par de carga
Los requisitos de par se pueden dividir en términos generales en comportamiento de par constante y par variable, aunque las máquinas reales pueden ser más complejas.
Los transportadores, elevadores, mezcladores y extrusores a menudo requieren un torque sustancial en un amplio rango de velocidades. Los ventiladores y las bombas centrífugas pueden comportarse de manera diferente porque sus requisitos de par cambian fuertemente con la velocidad.
Inercia
La inercia de la carga afecta la aceleración y la desaceleración. Las masas giratorias grandes requieren más torque y más tiempo para cambiar de velocidad.
| Parámetro de motor o carga | Por qué es importante | Impacto de la selección |
|---|---|---|
| voltaje del motor | Define la compatibilidad eléctrica. | Configuración de entrada y salida del variador |
| Corriente nominal | Define la demanda eléctrica del motor. | Conducir calificación actual |
| Frecuencia del motor | Define el punto de referencia operativo. | Configuración de frecuencia y voltaje. |
| Par de arranque | Define el requisito de inicio | Modo de control y sobrecarga del variador |
| Inercia de carga | Influye en la aceleración y desaceleración. | Ajustes de rampa y disposición de frenado. |
| Rango de velocidad de funcionamiento | Define el rango de control del motor requerido | Algoritmo de accionamiento y consideración de refrigeración del motor |
Condiciones iniciales
Un transportador con una correa muy cargada puede requerir un par de arranque significativo. Un ventilador puede tener un comportamiento de inicio muy diferente. El husillo de una máquina herramienta puede requerir una aceleración rápida y una regulación de velocidad precisa.
La unidad debe adaptarse a la condición de inicio real en lugar de a la condición de funcionamiento promedio.
Requisitos de sobrecarga
Algunas aplicaciones requieren períodos cortos de corriente por encima de la clasificación continua del motor. El variador debe proporcionar una capacidad de sobrecarga adecuada durante el período especificado.
Los datos de sobrecarga deben interpretarse con cuidado porque diferentes familias de unidades pueden definir las clasificaciones de sobrecarga de manera diferente.
Refrigeración del motor a baja velocidad.
Los motores autoenfriados estándar utilizan un ventilador adjunto cuya capacidad de enfriamiento disminuye a baja velocidad del motor. Si la máquina necesita un par alto continuamente a baja velocidad, puede ser necesario enfriar el motor adicional.
Los datos de la placa de identificación son esenciales
- Tensión nominal:Confirme el voltaje de funcionamiento especificado del motor.
- Corriente nominal:Utilice la corriente del motor al comparar las capacidades de salida del variador.
- Frecuencia nominal:Confirme la frecuencia nominal del motor.
- Velocidad nominal:Utilice la velocidad de la placa de identificación como referencia para la puesta en servicio.
- Factor de potencia:Considere las características operativas eléctricas del motor.
- Conexión de motores:Verifique la configuración en estrella o en triángulo cuando corresponda.
¿Cómo afectan los modos de control al rendimiento de la máquina?
Diferentes aplicaciones requieren diferentes niveles de precisión de control del motor. Es posible que un transportador simple no necesite la misma estrategia de control que una máquina posicionadora de alto rendimiento.
control V/f
El control de voltaje a frecuencia es uno de los enfoques de control de accionamiento más simples. El variador mantiene una relación definida entre el voltaje de salida y la frecuencia.
Este modo puede ser adecuado para aplicaciones de control de velocidad relativamente simples donde no se requiere un alto rendimiento de par dinámico.
Control vectorial sin sensores
El control vectorial sin sensores estima el comportamiento del motor y controla el flujo y el par de manera más independiente que el control V/f básico.
Puede proporcionar un mejor control del par a baja velocidad y una respuesta dinámica sin necesidad de un codificador en muchas aplicaciones.
Control vectorial de circuito cerrado
El control de circuito cerrado utiliza retroalimentación de un codificador u otro sensor. Esto puede mejorar la regulación de la velocidad y la respuesta dinámica, particularmente en aplicaciones donde la precisión de la velocidad y la respuesta a las perturbaciones de la carga son importantes.
Control de posición
Algunas plataformas de accionamiento pueden admitir funciones de posicionamiento a través de funciones integradas de control de movimiento o comunicación coordinada con un controlador de nivel superior.
Que una unidad por sí sola pueda realizar el posicionamiento requerido depende del producto específico y de la arquitectura de la aplicación.
| Modo de control | Carácter típico | Aplicación potencial |
|---|---|---|
| V/f | Relación voltaje-frecuencia simple | Ventiladores, bombas, transportadores básicos. |
| Vector sin sensores | Control mejorado de par y velocidad sin codificador | Transportadores, mezcladores, maquinaria en general. |
| Vector de circuito cerrado | Regulación de velocidad basada en retroalimentación | Aplicaciones de velocidad de alto rendimiento |
| Control de posición | Funciones coordinadas de posición o movimiento. | Maquinaria de mucho movimiento |
Por qué el modo de control cambia el comportamiento de la máquina
Supongamos que un transportador recibe repentinamente una carga más pesada. Con un control simple, la velocidad del motor puede disminuir más notablemente. Una estrategia de control vectorial puede responder de manera más agresiva ajustando la corriente productora de torque del motor.
El comportamiento real depende del ajuste del variador, el modelo del motor, la configuración de control y las condiciones de carga.
Identificación de motores
Algunos sistemas de accionamiento realizan identificación o autoajuste del motor. Este proceso mide o estima los parámetros del motor para que el algoritmo de control pueda crear un modelo interno del motor más preciso.
El procedimiento de puesta en marcha correcto depende de la plataforma de accionamiento y del tipo de motor.
Respuesta de aceleración
Un alto rendimiento dinámico no siempre es beneficioso. Una máquina envasadora puede necesitar una aceleración rápida, mientras que un transportador largo puede necesitar un perfil más suave para evitar cambios de tensión en la correa.
Por lo tanto, el modo de control debe elegirse según el comportamiento del proceso y no simplemente porque ofrece más funciones.
¿Qué hacen las funciones de aceleración, desaceleración y frenado?
Los ajustes de aceleración y desaceleración determinan qué tan rápido el motor cambia de velocidad. Estas funciones influyen directamente en la mecánica de la máquina y en el comportamiento eléctrico del accionamiento.
rampa de aceleración
Una rampa de aceleración aumenta gradualmente la frecuencia del comando en lugar de saltar inmediatamente al valor objetivo.
Esto reduce los cambios repentinos de par y puede proteger correas, acoplamientos, cadenas, engranajes y otros componentes de la transmisión.
Rampa de desaceleración
Una rampa de desaceleración reduce gradualmente la velocidad del motor. Sin embargo, reducir la velocidad puede hacer que el motor devuelva energía mecánica al sistema eléctrico.
Esta energía regenerada puede aumentar el voltaje del enlace de CC dentro del variador.
Resistencia de frenado
Cuando es necesario disipar energía regenerativa, una resistencia de frenado puede convertir la energía eléctrica en calor. La selección de resistencia y transistor de frenado del variador debe coincidir con la energía y el ciclo de trabajo de la aplicación.
Frenado por inyección CC
Algunos variadores pueden inyectar corriente continua en el motor para crear un efecto de frenado durante ciertas condiciones de parada. La función es específica de la aplicación y debe configurarse de acuerdo con las instrucciones del variador.
parada por inercia
Una parada por inercia elimina el par motor y permite que el motor y la máquina desaceleren de forma natural. Esto es útil cuando no se requiere una desaceleración eléctrica controlada.
| Método de parada | Comportamiento motor | Uso típico |
|---|---|---|
| parada de rampa | La frecuencia disminuye según un tiempo definido. | Parada general controlada |
| parada costera | El motor pierde par motor y se desacelera naturalmente | Paradas de baja inercia o no críticas |
| Resistencia de frenado | La energía regenerativa se disipa en forma de calor. | Alta inercia o desaceleración rápida |
| Frenado CC | La excitación de CC crea un efecto de frenado. | Aplicaciones seleccionadas para detener y retener |
Aplicaciones de alta inercia
Los ventiladores, centrífugas, grandes rodillos, volantes y maquinaria similar pueden almacenar una cantidad sustancial de energía cinética. Si el sistema intenta detenerse demasiado rápido, esa energía puede hacer que aumente el voltaje del enlace de CC.
Por lo tanto, el variador puede entrar en un estado de protección a menos que se proporcione una gestión de frenado adecuada.
Selección de resistencia de frenado
La selección de la resistencia de freno depende del valor de la resistencia, la potencia nominal, la duración del pulso, el ciclo de trabajo, la compatibilidad del variador y las condiciones de instalación térmica.
Una resistencia que sea eléctricamente compatible para un evento breve puede no ser adecuada para ciclos de frenado repetidos.
Sistemas regenerativos
Algunas aplicaciones se benefician de los variadores regenerativos que devuelven la energía de frenado al suministro de CA en lugar de disiparla a través de una resistencia.
Esta arquitectura es más compleja y normalmente se selecciona cuando la aplicación tiene una operación regenerativa significativa.
¿Cómo se comunica un inversor con los sistemas de automatización?
Los accionamientos industriales modernos suelen funcionar como nodos dentro de un sistema de automatización más grande. El variador puede recibir comandos de velocidad desde un PLC, intercambiar información de estado con una HMI, enviar alarmas a un controlador supervisor o participar en un movimiento coordinado.
Entradas y salidas digitales
El control básico se puede implementar a través de entradas digitales para iniciar, detener, avanzar, retroceder, restablecer u otros comandos.
Las salidas digitales pueden informar condiciones como estado de funcionamiento, estado de falla o estados relacionados con la velocidad.
Entradas y salidas analógicas
Las señales analógicas pueden representar referencias de velocidad, valores de proceso u otros comandos continuamente variables. Una disposición común utiliza una señal de 0 a 10 V o de 4 a 20 mA, según el sistema de control.
Redes de comunicaciones industriales
Las instalaciones más avanzadas utilizan redes de comunicación industriales para intercambiar información de control y diagnóstico de forma digital.
Dependiendo de la familia de variadores y la configuración, las interfaces pueden incluir tecnologías de bus de campo y Ethernet industrial.
Acceso a parámetros
La comunicación también puede proporcionar acceso a parámetros operativos, historial de fallas, palabras de estado, valores de monitoreo e información de diagnóstico.
| Interfaz | Función típica | Solicitud |
|---|---|---|
| Entrada digital | Comando de control discreto | Iniciar, detener, restablecer, dirección |
| Salida digital | Indicación de estado discreta | En funcionamiento, fallo, estado listo |
| Entrada analógica | Proceso continuo o referencia de velocidad. | Comando de velocidad, referencia de presión |
| Salida analógica | Señal de monitoreo continuo | Velocidad o retroalimentación actual |
| Red industrial | Control y diagnóstico digitales. | Integración de PLC y coordinación de máquinas. |
Integración PLC
El PLC puede enviar una referencia de velocidad y una palabra de control mientras lee la velocidad real, la corriente de salida, el estado y la información de falla del variador.
Este enfoque digital reduce la necesidad de una gran cantidad de señales de control cableadas y puede proporcionar una mayor visibilidad del diagnóstico.
Interacción HMI y operador
Una HMI puede mostrar el estado del variador y los valores operativos, al tiempo que permite al personal autorizado cambiar los parámetros seleccionados o los comandos operativos.
Los parámetros críticos deben protegerse contra modificaciones no autorizadas.
Arquitectura de red
Cuando funcionan varios accionamientos en una máquina, la red de comunicación debe planificarse cuidadosamente. El direccionamiento de dispositivos, el enrutamiento de cables, la terminación, la velocidad de actualización, la latencia de control y el comportamiento de fallas influyen en la confiabilidad del sistema.
Diagnóstico remoto
Las arquitecturas de automatización modernas utilizan cada vez más funciones de diagnóstico remoto. Las alarmas del variador y los datos operativos pueden ayudar a los equipos de mantenimiento a identificar problemas sin retirar inmediatamente el equipo del servicio.
¿Qué funciones de protección deben considerarse?
Un variador de velocidad opera entre el suministro eléctrico y el motor, por lo que necesita protección tanto a nivel de electrónica de potencia como a nivel de control del motor.
Protección contra sobrecorriente
Una corriente excesiva puede deberse a una sobrecarga mecánica, un cortocircuito, fallas del motor, parámetros incorrectos del motor o cambios repentinos de carga.
El variador monitorea la corriente de salida y puede responder de acuerdo con su estrategia de protección.
Protección contra sobretensión
La tensión del enlace de CC puede aumentar debido a perturbaciones en el suministro o a la energía regenerativa durante la desaceleración. El variador puede desencadenar una respuesta de sobretensión cuando el enlace de CC excede su rango permitido.
Protección contra subtensión
El bajo voltaje de entrada puede afectar el funcionamiento del variador y el rendimiento del motor. El variador monitorea su enlace de CC y las condiciones de entrada y puede responder de acuerdo con su lógica de protección.
Protección contra sobrecalentamiento
Los semiconductores de potencia, disipadores de calor, ventiladores de refrigeración y otros componentes producen calor durante el funcionamiento. Los sensores de temperatura pueden monitorear áreas críticas e iniciar una respuesta protectora cuando se exceden los límites.
Sobrecarga del motor
El comportamiento térmico del motor depende de la corriente, la velocidad, la refrigeración y el funcionamiento. La protección de sobrecarga electrónica basada en variador puede utilizar la corriente del motor y los parámetros configurados para estimar la carga térmica.
Protección de salida y falla a tierra
El variador puede monitorear condiciones de corriente anormales y detectar ciertas fallas de salida. Los dispositivos de protección externos siguen siendo importantes, porque la protección de la unidad no reemplaza la protección ascendente correctamente diseñada.
| Función de protección | Posible causa | Respuesta de la unidad |
|---|---|---|
| sobrecorriente | Sobrecarga, cortocircuito, demanda de aceleración. | Alarma, limitación de corriente o disparo |
| Sobretensión | Regeneración o alteración del suministro | Disparo, control de desaceleración u otra acción protectora |
| Subtensión | Caída o interrupción del suministro | Alarma, parada controlada o disparo |
| Sobretemperatura | Carga alta, ambiente alto, falla de enfriamiento | Alarma o disparo de protección |
| Sobrecarga del motor | Carga motora sostenida excesiva | Protección térmica o disparo |
| Fallo de salida | Fallo en el cable del motor o en el motor | Apagado protector |
Los ajustes de protección necesitan datos correctos del motor
Los algoritmos de protección a menudo dependen de la corriente, la potencia, el voltaje, la frecuencia, las características térmicas del motor o los límites operativos configurados.
Por lo tanto, datos incorrectos del motor pueden afectar tanto al rendimiento como al comportamiento de protección.
La protección externa sigue siendo necesaria
Las funciones de protección interna de un variador no eliminan la necesidad de interruptores automáticos, fusibles, desconexiones, puesta a tierra y prácticas de instalación adecuadamente seleccionados.
Todo el sistema eléctrico necesita una protección coordinada.
Apagado seguro
La seguridad a nivel de máquina puede requerir eliminación controlada del par, entradas de seguridad, circuitos de parada de emergencia, enclavamientos o funciones dedicadas con clasificación de seguridad.
La seguridad debe diseñarse en torno a la evaluación de riesgos de la maquinaria en lugar de depender únicamente de una entrada estándar de arranque/parada.
¿Cómo afectan el entorno de instalación y el diseño del gabinete a la selección?
El rendimiento eléctrico depende en parte de cómo esté instalado el inversor. El mismo variador puede comportarse de manera diferente en un gabinete pequeño sellado y en un panel de control bien ventilado.
Temperatura ambiente
Los semiconductores de potencia generan calor y la temperatura ambiente determina la eficacia con la que el disco puede disiparlo.
La temperatura ambiente alta puede requerir una reducción de la potencia actual o enfriamiento adicional según las especificaciones del producto.
Ventilación
El flujo de aire del gabinete debe permitir que el calor se aleje del variador. Las rejillas de ventilación bloqueadas, la capacidad inadecuada del ventilador o la mala disposición del gabinete pueden elevar la temperatura interna.
Espacio libre de montaje
Los convertidores requieren un espacio libre definido alrededor de las aberturas de ventilación y las superficies generadoras de calor. Las distancias exactas dependen del diseño del producto.
Altitud
A mayor altitud, la densidad del aire disminuye, lo que puede afectar el rendimiento de la refrigeración. Algunas instalaciones de variadores requieren una reducción de potencia por encima de elevaciones especificadas.
Polvo y contaminación
Los entornos industriales pueden contener polvo conductor, fibras textiles, niebla de aceite, humedad o contaminantes químicos. Los requisitos de protección y mantenimiento del gabinete deben reflejar las condiciones del sitio.
| Condición de instalación | Efecto potencial | Respuesta de diseño |
|---|---|---|
| Temperatura ambiente alta | Margen de enfriamiento reducido | Evaluación térmica y posible reducción de potencia. |
| Flujo de aire restringido | Acumulación de calor | Mejorar la ventilación del gabinete. |
| Altura | Capacidad de refrigeración por aire reducida | Siga los requisitos de reducción de potencia relacionados con la altitud |
| Polvo | Contaminación de las vías de refrigeración. | Plan de cerramiento y mantenimiento adecuado |
| Humedad | Riesgo eléctrico y de corrosión. | Protección ambiental adecuada |
| Alta frecuencia de conmutación | Pérdidas adicionales y EMI | Correcto diseño de parámetros y cables. |
Consideraciones EMC
La conmutación de alta frecuencia crea emisiones electromagnéticas. Los cables del motor, la conexión a tierra, el blindaje, los filtros y la construcción del gabinete pueden influir en la compatibilidad electromagnética.
Los cables de motor largos pueden requerir una consideración especial porque la capacitancia del cable puede afectar el circuito de salida.
Longitud del cable del motor
La longitud máxima permitida del cable del motor depende del diseño del variador, las características de conmutación, el aislamiento del motor, la construcción del cable y cualquier filtro o reactor de salida.
Esta información debe compararse con la documentación del producto antes de la instalación.
Disipación de calor dentro del gabinete.
Es importante tener en cuenta el calor generado no sólo por el variador sino también por contactores, fuentes de alimentación, resistencias de frenado, PLC, transformadores y otros componentes.
La carga térmica total determina si el gabinete requiere ventiladores, aire acondicionado u otra estrategia de enfriamiento.
Espaciado eléctrico y cableado
El cableado de alimentación y el cableado de control deben tenderse de forma adecuada. Separar el cableado analógico y de comunicación sensible de las rutas de conmutación de alta corriente puede reducir las interferencias.
¿Cómo se debe gestionar la energía de frenado, regeneración y desaceleración?
Cuando un motor eléctrico desacelera, el sistema giratorio no pierde instantáneamente su energía cinética. Esa energía tiene que ir a alguna parte. Dependiendo de la arquitectura del variador, este puede disiparse en forma de calor o devolverse a la red eléctrica.
De dónde viene la energía regenerativa
La regeneración ocurre comúnmente cuando la carga impulsa el motor más rápido que la velocidad eléctrica ordenada. Ejemplos típicos son la desaceleración de alta inercia y el descenso de cargas.
Luego, el motor se comporta temporalmente como un generador, enviando energía eléctrica de regreso al enlace de CC del variador.
Aumento de voltaje del enlace de CC
Sin una ruta adecuada de gestión de la energía, la energía regenerativa eleva la tensión del enlace de CC. Si el voltaje excede el límite operativo del variador, puede ocurrir un disparo por sobrevoltaje.
Resistencia de frenado
Una resistencia de frenado proporciona un camino controlado para la energía regenerada. El circuito de frenado pone en funcionamiento la resistencia cuando la tensión del circuito intermedio alcanza el umbral correspondiente.
Frenado regenerativo
Los sistemas de propulsión regenerativos pueden devolver energía al suministro de CA. Esto resulta útil cuando la regeneración se produce con frecuencia o cuando la energía de frenado representa una parte sustancial del funcionamiento de la máquina.
| Método de gestión de energía | Principio básico | Condición de aplicación típica |
|---|---|---|
| Rampa de desaceleración larga | Reduce la energía regenerativa al extender el tiempo de parada | Máquinas que pueden tolerar paradas más lentas |
| Resistencia de frenado | Convierte la energía regenerativa en calor. | Desaceleración repetida o rápida |
| Impulso regenerativo | Devuelve energía al suministro de CA | Operación regenerativa frecuente o sustancial |
| Freno mecanico | Utiliza fricción física para detener o sostener la carga. | Polipastos, sujeción de seguridad, condiciones de carga estacionaria. |
Aplicaciones de elevación
Los polipastos y sistemas de elevación requieren atención especial porque una carga suspendida puede accionar el motor durante el descenso. La regeneración eléctrica y la retención mecánica son consideraciones separadas.
Es posible que se requiera un freno mecánico para mantener la carga cuando el motor está parado.
Maquinaria de alta inercia
Las centrífugas, los grandes ventiladores, los rodillos y los equipos impulsados por volantes pueden almacenar una cantidad significativa de energía mecánica.
Intentar detener un sistema de este tipo rápidamente puede exceder la capacidad de frenado de la unidad a menos que se instale un sistema de gestión de energía adecuado.
Diseño térmico de la resistencia de freno.
Las resistencias de frenado pueden calentarse durante el funcionamiento y necesitan una ventilación adecuada y una separación física de los componentes sensibles al calor.
El ciclo de trabajo de la resistencia debe calcularse a partir del patrón operativo real de la máquina.
¿Qué aplicaciones industriales pueden utilizar variadores de velocidad?
Los variadores de frecuencia se utilizan en muchos sectores industriales porque diferentes máquinas requieren velocidad y par de motor controlados.
Control de velocidad, aceleración controlada, control de dirección y coordinación con maquinaria aguas arriba o aguas abajo.
Velocidad del motor ajustable para control del flujo del proceso, gestión de la presión y arranque suave.
Control de flujo de aire de velocidad variable y aceleración suave para sistemas de ventilación y procesos.
Velocidad controlada, aceleración repetible, comunicación con PLC y coordinación entre secciones de la máquina.
Control start-stop, movimiento sincronizado, frenado y gestión precisa de la velocidad del transportador.
Control de velocidad y par para mezcladores, rodillos, extrusoras, equipos de bobinado y máquinas industriales similares.
Sistemas transportadores
Los transportadores frecuentemente requieren una aceleración y desaceleración suave. Los cambios repentinos de torsión pueden causar deslizamiento de la correa, inestabilidad del producto, choque mecánico o desgaste innecesario.
Cuando varios transportadores operan juntos, las referencias de velocidad se pueden coordinar a través del PLC o la red.
Zapatillas
Las aplicaciones de bombas a menudo requieren variación de velocidad según la condición del proceso. Un variador puede recibir una referencia de un sensor de presión, un controlador de flujo o un PLC y ajustar la velocidad del motor en consecuencia.
La selección aún requiere atención al tipo de bomba y al comportamiento de la carga porque no todas las bombas tienen características de torque idénticas.
aficionados
Los ventiladores pueden tener características de par fuertemente dependientes de la velocidad. Por lo tanto, el control de velocidad variable puede proporcionar un método flexible para ajustar el flujo de aire.
Las aplicaciones de motores de ventiladores también deben considerar la velocidad mínima, la refrigeración del motor y el rango de funcionamiento del ventilador conectado.
Máquinas de embalaje
Los equipos de embalaje pueden incluir varios motores que funcionan de forma coordinada. Es posible que los variadores necesiten una respuesta rápida, control de velocidad repetible, comunicación con el controlador de la máquina y perfiles de aceleración precisos.
Sistemas de bobinado y desenrollado.
La maquinaria de bobinado puede requerir un control coordinado de velocidad y par a medida que cambia el diámetro del rollo. El control de la tensión puede implicar sensores de retroalimentación y estrategias de control más avanzadas.
Mezcladores y agitadores
Los mezcladores pueden presentar demandas de torque cambiantes a medida que varían la viscosidad del producto y las condiciones del proceso. Por lo tanto, un par de arranque elevado y una capacidad de sobrecarga pueden ser criterios de selección importantes.
Máquinas herramienta
Las máquinas herramienta pueden poner mayor énfasis en la respuesta dinámica y la precisión de la velocidad. Es posible que la tecnología de accionamiento deba integrarse con arquitecturas de control de movimiento más sofisticadas.
| Solicitud | Requisito de unidad típico | Detalle de selección importante |
|---|---|---|
| Transportador | Aceleración y velocidad controladas. | Par de arranque y frenado |
| Bomba | velocidad variable | Flujo, presión, refrigeración del motor. |
| Admirador | velocidad variable | Curva de carga y velocidad mínima |
| Máquina de embalaje | Control rápido y repetible | Comunicación y respuesta del PLC. |
| Mezclador | Alta capacidad de arranque y sobrecarga | Perfil de par y variación del proceso. |
| maquina bobinadora | Coordinación de velocidad y par. | Arquitectura de retroalimentación y control de tensión. |
Estas aplicaciones demuestran por qué no se puede asumir que la misma potencia de inversor se adapta a todas las máquinas. El variador debe adaptarse a la carga mecánica, la estrategia de control y el ciclo operativo.
¿Qué errores de selección comunes deben evitar los ingenieros?
Los errores más comunes en la selección de la unidad ocurren cuando el ingeniero observa la potencia nominal del motor y se detiene allí. Una selección técnicamente correcta requiere una revisión más amplia.
- Dimensionamiento sólo por kW:Los requisitos de sobrecarga de la aplicación y la corriente del motor pueden ser más importantes que la potencia nominal.
- Ignorando el par de carga:Una carga de par constante puede requerir una selección de accionamiento diferente a la de una carga de par variable.
- Ignorando las condiciones iniciales:Las cargas de arranque pesadas pueden requerir capacidad de corriente adicional.
- Ignorando el frenado:La alta inercia o la reducción de cargas pueden crear una energía regenerativa significativa.
- Ignorando la temperatura ambiente:Las altas temperaturas pueden requerir una reducción de la potencia de la unidad.
- Ignorando la longitud del cable del motor:Los cables largos pueden afectar la tensión de aislamiento y el comportamiento electromagnético.
- Elegir la interfaz de comunicación incorrecta:La unidad debe coincidir con el PLC y la arquitectura de red.
- Ignorando la refrigeración del motor:Un par elevado y continuo a baja velocidad puede provocar el sobrecalentamiento del motor.
- Uso de parámetros de motor incorrectos:Los datos de puesta en servicio deficientes pueden afectar el control y la protección.
- Ignorando la compatibilidad de reemplazo:Es posible que una unidad físicamente similar no tenga terminales, dimensiones, funciones de software o estructuras de parámetros equivalentes.
El problema del solo poder
Dos motores con la misma potencia pueden tener diferentes corrientes nominales y diferentes características de par. Por lo tanto, el variador debe seleccionarse utilizando la placa de características del motor y el perfil de carga real.
El error del par constante
Un transportador, mezclador o extrusor puede exigir un par elevado en todo el rango de velocidades. Es posible que la selección de un variador destinado principalmente a cargas de par variable no proporcione el rendimiento de sobrecarga requerido.
El problema de la frenada tardía
Si una máquina necesita una desaceleración rápida, se deben calcular los requisitos de frenado antes de solicitar la unidad. Agregar hardware de frenado más adelante puede crear problemas de diseño térmico y de paneles.
El problema de la refrigeración
La refrigeración del accionamiento y del motor están conectadas pero no son idénticas. Un variador puede funcionar dentro de sus propios límites térmicos mientras el motor se sobrecalienta a baja velocidad porque su ventilador montado en el eje gira demasiado lentamente.
El problema del desajuste de comunicación
Una máquina puede utilizar una red industrial específica. Elegir una unidad sin confirmar la opción de comunicación requerida puede forzar cambios de hardware innecesarios más adelante.
El problema del reemplazo es igual al equivalente
Al reemplazar un inversor antiguo, la nueva unidad no debe seleccionarse únicamente a partir de la potencia nominal anterior. Los ingenieros deben comparar la clase de voltaje, corriente, modo de control, terminales, dimensiones, método de frenado, comunicación, funciones de seguridad, software y compatibilidad del motor.
¿Cómo deberían reemplazarse o modernizarse los sistemas existentes?
Reemplazar un inversor en una máquina existente requiere más que comparar dos números de catálogo. El nuevo variador debe integrarse en la arquitectura eléctrica, mecánica, de control y de seguridad existente.
Confirmar el motor existente
Comience verificando la placa de identificación del motor y las condiciones de operación reales. Es posible que los motores hayan sido reemplazados durante la vida útil de la máquina, por lo que se debe verificar el motor instalado en lugar de depender completamente de documentación antigua.
Registrar parámetros existentes
Los parámetros importantes pueden incluir voltaje del motor, corriente, frecuencia, velocidad, tiempo de aceleración, tiempo de desaceleración, frecuencia mínima, frecuencia máxima, modo de control y configuraciones de protección.
Verificar dimensiones fisicas
Una unidad de repuesto con la clasificación eléctrica correcta aún puede fallar en la modernización porque el espacio del gabinete es diferente.
Antes de retirar la unidad existente, se deben verificar los orificios de montaje, la entrada de cables, la ventilación, la posición de los terminales y la disipación de calor.
Verifique el cableado de entrada y salida.
Confirme la disposición del suministro entrante, terminales del motor, cableado de control, contactos de relé, señales analógicas, señales digitales y cables de comunicación.
Comprobar comunicación
Si la unidad existente se comunica con un PLC o un sistema de supervisión, identifique el protocolo y el mapa de datos requerido antes de reemplazarla.
Revisar las funciones de seguridad
Los accionamientos modernos pueden ofrecer funciones relacionadas con la seguridad que el accionamiento original no tenía. La modernización debería evaluar cómo interactúan las nuevas funciones de seguridad con la arquitectura de seguridad de la máquina.
| Área de modernización | Qué verificar | Posible problema si se ignora |
|---|---|---|
| Motor | Placa de características y datos de funcionamiento | Configuraciones de control o corriente incorrectas |
| Gabinete | Dimensiones y ventilación. | Problemas de montaje o sobrecalentamiento |
| Alambrado | Terminales de potencia y control. | Retrasos en el recableado o conexiones incorrectas |
| Comunicación | Protocolo, direccionamiento, mapeo de datos. | Fallo de integración del PLC |
| Frenado | Resistencia, transistor de frenado, tiempo de parada. | Sobretensión durante la desaceleración |
| Seguridad | Funciones de parada de emergencia y par seguro | Arquitectura de seguridad incompatible |
Conversión de parámetros
Las diferentes familias de unidades organizan los parámetros de forma diferente. Incluso cuando el producto de reemplazo ofrece las mismas configuraciones funcionales, los números y nombres de los parámetros pueden ser diferentes.
Una lista estructurada de conversión de parámetros puede reducir el tiempo de puesta en servicio y evitar la omisión accidental de configuraciones importantes.
autoajuste de motores
Después de la instalación, es posible que se requiera una rutina de autoajuste o identificación del motor según el modo de control seleccionado.
El motor debe estar en buenas condiciones antes de comenzar el procedimiento.
Secuencia de prueba después del reemplazo
- Verificar el cableado:Verifique la energía entrante, las conexiones del motor, el cableado de control, la conexión a tierra y las conexiones de comunicación.
- Introduzca los datos del motor:Haga coincidir los valores configurados con la placa de identificación del motor real.
- Comprobar modo de control:Confirmar la estrategia operativa requerida por la máquina.
- Prueba a baja velocidad:Confirme la dirección, la corriente, la vibración y el comportamiento mecánico básico.
- Aceleración de prueba:Verifique la respuesta de rampa y torsión bajo carga representativa.
- Desaceleración de prueba:Confirme el comportamiento del enlace de CC y el rendimiento de frenado.
- Comunicación de prueba:Verifique los comandos del PLC, la retroalimentación de estado, las alarmas y los datos de la red.
- Verificar protección:Verifique los límites configurados y las respuestas a fallas de acuerdo con el procedimiento de puesta en servicio.
¿Qué debe incluir una especificación de inversor profesional?
Una especificación profesional brinda al proveedor y al equipo de ingeniería suficiente información para identificar la configuración correcta del producto sin depender de suposiciones.
| Área de especificación | Información para definir | Por qué es importante |
|---|---|---|
| Solicitud | Transportador, bomba, ventilador, mezclador, embalaje, máquina herramienta, etc. | Determina las características de control y carga. |
| tipo de motor | Inducción, imán permanente, síncrono o tipo definido | Determina la compatibilidad del control. |
| voltaje del motor | Tensión nominal del motor | Garantiza la compatibilidad eléctrica. |
| corriente del motor | Corriente nominal en amperios | Admite un tamaño de unidad preciso |
| potencia del motor | kW o HP nominales | Proporciona una referencia de tamaño básica. |
| Rango de velocidad | Velocidad de funcionamiento mínima, normal y máxima. | Determina los requisitos de control. |
| Sobrecarga | Corriente de sobrecarga requerida y duración | Adapta la capacidad de accionamiento al trabajo de la máquina |
| Frenado | Tiempo de parada, inercia, resistencia o requisitos regenerativos. | Determina la arquitectura de gestión de energía. |
| Comunicación | Protocolo PLC y datos requeridos | Garantiza la integración de la automatización |
| Ambiente | Temperatura, altitud, humedad, polvo. | Determina la idoneidad de la instalación. |
| Gabinete | Dimensiones disponibles y método de enfriamiento. | Confirma la instalación física. |
| Seguridad | Funciones e interfaces de seguridad necesarias | Alinea las funciones de accionamiento con la seguridad de la máquina |
Comience con la aplicación de la máquina.
Identifique lo que impulsa el motor y describa la carga mecánica. La misma potencia de motor puede servir para aplicaciones radicalmente diferentes.
Proporcionar información completa de la placa de identificación del motor.
Incluya el voltaje del motor, la corriente, la frecuencia, la velocidad nominal, la potencia, la disposición de las conexiones y el tipo de motor cuando esté disponible.
Definir el rango operativo
Indique la velocidad mínima, la velocidad normal, la velocidad máxima, la frecuencia de inicio, la frecuencia de parada y la cantidad de tiempo que la máquina pasa en diferentes puntos de funcionamiento.
Definir sobrecarga y par máximo
Si la máquina tiene arranques pesados, cargas de impacto o períodos cortos de torque elevado, estas condiciones deben indicarse claramente.
Definir frenado
Especifique el tiempo de parada deseado, la inercia de la carga, la frecuencia de frenado y si la aplicación requiere una resistencia, un sistema regenerativo o un freno mecánico.
Definir la arquitectura de control.
Indique si la máquina utiliza controles locales, E/S digitales, referencias analógicas, comunicación PLC, Ethernet industrial o una plataforma de movimiento de nivel superior.
Definir las condiciones ambientales.
La temperatura ambiente, la temperatura del gabinete, la humedad, la altitud, el polvo y otros factores ambientales pueden afectar el rango operativo permitido.
Definir restricciones físicas
Para la instalación del panel, proporcione el ancho, la altura, la profundidad, el enrutamiento de cables, el espacio de ventilación y las limitaciones de los orificios de montaje disponibles.
La identificación del modelo es especialmente importante para productos industriales de marca.
Al adquirir un inversor de marca establecida, el código de modelo exacto es importante. Pequeños cambios en el sufijo de un modelo pueden corresponder a diferentes clases de voltaje, clasificaciones, opciones, interfaces de comunicación o generaciones de hardware.
Por lo tanto, los compradores deben proporcionar la placa de identificación completa o el código de producto existente al reemplazar una unidad instalada.
- Identificar la máquina:Definir el equipo impulsado, el ciclo operativo y los requisitos del proceso.
- Registrar datos del motor:Confirme la potencia, corriente, voltaje, frecuencia, velocidad y tipo de motor.
- Definir el comportamiento de carga:Identifique par constante, par variable, alta inercia u otras características de carga.
- Definir control:Especifique el rango de velocidad, el modo de control, la retroalimentación y los requisitos de respuesta.
- Definir frenado:Establecer tiempo de desaceleración y condiciones regenerativas.
- Definir comunicación:Identifique el protocolo PLC, la interfaz y los datos de estado requeridos.
- Entorno de revisión:Confirme la temperatura, altitud, polvo, humedad y condiciones de enfriamiento.
- Revisar la aptitud física:Confirme las dimensiones del variador, el montaje, los terminales y el acceso a los cables.
- Confirmar modelo:Verifique el número de pieza completo, la clase de voltaje, la clasificación de corriente y las opciones disponibles.
- Plan de puesta en marcha:Prepare los parámetros del motor, la lógica de control, los procedimientos de prueba y las configuraciones de respaldo.
¿Qué debe proporcionar un comprador al solicitar una cotización de proveedor?
- Placa de características completa del motor:Incluye potencia, voltaje, corriente, frecuencia y velocidad.
- Modelo de inversor existente:Proporcione el número de modelo completo para aplicaciones de reemplazo.
- Descripción de la máquina:Explicar las características de aplicación y carga.
- Suministro de insumos:Estado de tensión de alimentación, fase y frecuencia.
- Requisito de control:Especifique los requisitos de control local, E/S, analógicos o de comunicación.
- Condición de frenado:Indique si se requiere una parada rápida o una operación regenerativa.
- Condición de instalación:Proporcione las dimensiones del gabinete e información ambiental cuando sea relevante.
Este nivel de información facilita que un proveedor identifique un producto técnicamente compatible en lugar de confiar en una recomendación genérica de rango de potencia.
Para proyectos de reemplazo y abastecimiento, la identificación precisa del modelo es particularmente valiosa porque los productos de automatización industrial de marca a menudo están disponibles en varias variantes estrechamente relacionadas.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función principal de un inversor Lenze?
Su función principal es regular el funcionamiento del motor controlando las condiciones de salida eléctrica, como la frecuencia y el voltaje. Dependiendo de la familia de productos específica, el inversor también puede proporcionar control de rampa, control de par, funciones de frenado, diagnóstico, comunicación e integración de automatización.
¿Puede un inversor controlar la velocidad del motor?
Sí. Al ajustar la frecuencia de salida y el voltaje correspondiente de acuerdo con la estrategia de control seleccionada, un variador de frecuencia puede regular la velocidad del motor dentro de su rango operativo especificado.
¿Se debe seleccionar un inversor según la potencia o la corriente del motor?
Ambos importan, pero la corriente nominal del motor es especialmente importante porque las etapas de salida del variador están diseñadas en función de la capacidad de corriente. También se debe considerar el requisito de sobrecarga de la aplicación porque las máquinas con la misma potencia de motor pueden imponer demandas muy diferentes al variador.
¿Qué es el control V/f?
El control V/f mantiene una relación definida entre el voltaje de salida y la frecuencia. Es un método de control relativamente simple y puede ser adecuado para aplicaciones donde el control de velocidad básico es suficiente.
¿Qué es el control vectorial sin sensores?
El control vectorial sin sensores estima el comportamiento del motor y regula el flujo y el par sin necesidad de un codificador de velocidad físico en muchas aplicaciones. Puede proporcionar un rendimiento dinámico y de baja velocidad mejorado en comparación con el control V/f básico.
¿Cuándo es útil la retroalimentación del codificador?
La retroalimentación del codificador puede ser útil cuando la máquina requiere una regulación de velocidad más estricta, una respuesta dinámica mejorada o un control basado en retroalimentación. La necesidad depende de la aplicación y las capacidades de la familia de unidades seleccionada.
¿Qué causa que un inversor se dispare por sobretensión durante la parada?
La desaceleración rápida de una carga de alta inercia puede devolver energía del motor al enlace de CC del variador, lo que hace que aumente el voltaje del enlace de CC. Es posible que se requiera una rampa de desaceleración más larga, una resistencia de frenado, un sistema regenerativo u otro método de frenado apropiado según la aplicación.
¿Cada aplicación necesita una resistencia de frenado?
No. La necesidad depende de la inercia de la carga, el tiempo de parada, el ciclo de funcionamiento, la velocidad y la energía regenerativa. Es posible que las aplicaciones de baja inercia con desaceleración lenta no requieran uno, mientras que las máquinas de alta inercia o que se detienen con frecuencia pueden requerir hardware de frenado.
¿Puede un inversor controlar una bomba?
Sí. Los variadores de velocidad se utilizan comúnmente con bombas para ajustar la velocidad del motor según los requisitos del proceso. La estrategia de control exacta debe considerar el tipo de bomba, las condiciones de flujo, la velocidad mínima, el enfriamiento del motor y el sistema de control del proceso.
¿Puede un inversor controlar un transportador?
Sí. Las aplicaciones de transportadores suelen utilizar unidades para control de velocidad, aceleración suave, parada controlada, operación de avance y retroceso y coordinación con otras secciones de la máquina.
¿Por qué es importante la corriente del motor al elegir un variador?
Los componentes de salida del variador están diseñados para niveles de corriente específicos. Dos motores con la misma potencia nominal pueden tener diferentes corrientes nominales, por lo que el variador debe adaptarse a la corriente real de la placa de identificación del motor y al requisito de sobrecarga de la aplicación.
¿Puede un inversor hacer funcionar un motor a baja velocidad de forma continua?
Depende del motor y la aplicación. Un motor estándar autoenfriado puede perder capacidad de enfriamiento a baja velocidad. Si se requiere un par elevado de forma continua a baja velocidad, puede ser necesario un ventilador de refrigeración independiente u otra disposición de refrigeración del motor.
¿Cómo se comunica un inversor con un PLC?
Dependiendo del producto y la configuración, la comunicación puede utilizar E/S digitales, señales analógicas, redes de bus de campo o Ethernet industrial. El variador puede intercambiar comandos, información de estado, valores operativos, alarmas y datos de diagnóstico con el PLC.
¿Se puede conectar un variador a una HMI?
Sí. Una HMI puede mostrar parámetros del variador, estados operativos, alarmas y valores de proceso seleccionados. También puede proporcionar parámetros autorizados y funciones de comando según la arquitectura de automatización.
¿Qué condiciones ambientales se deben comprobar?
Las condiciones importantes incluyen la temperatura ambiente, la temperatura del gabinete, la altitud, la humedad, el polvo, la neblina de aceite, la vibración, la ventilación y otras contaminaciones. Estos factores pueden influir en la capacidad del variador y la idoneidad de la instalación.
¿Por qué es importante la longitud del cable del motor?
Los cables de motor largos aumentan la capacitancia del cable y pueden influir en el comportamiento de la forma de onda de salida y la tensión del aislamiento. La longitud permitida del cable debe compararse con la documentación técnica del variador y con los filtros o reactores de salida necesarios.
¿Puede otro inversor sustituir un accionamiento Lenze existente?
Puede ser posible un reemplazo de otra familia de productos, pero debe tratarse como una sustitución de ingeniería y no como una suposición directa de equivalencia. Es necesario comparar voltaje, corriente, modo de control, frenado, dimensiones, terminales, comunicación, software, funciones de seguridad y compatibilidad del motor.
¿Qué se debe comprobar al reemplazar una unidad existente?
Verifique el número completo de modelo existente, los datos del motor, el voltaje de suministro, la clasificación de corriente, las dimensiones del gabinete, los terminales, el sistema de frenado, el cableado de control, la comunicación PLC, las interfaces de seguridad, la longitud del cable y la configuración de los parámetros existentes.
¿Qué es la capacidad de sobrecarga en una unidad?
La capacidad de sobrecarga indica cuánta corriente puede proporcionar el variador por encima de su clasificación continua durante un período definido. La especificación exacta de sobrecarga varía según el producto y la categoría de aplicación, por lo que el trabajo requerido de la máquina debe compararse con la clasificación del fabricante.
¿Por qué se puede sobrecalentar un variador incluso cuando el motor no está completamente cargado?
La temperatura del variador depende de las pérdidas por conmutación, la temperatura ambiente, la ventilación del gabinete, la frecuencia portadora, el espacio de instalación y otras condiciones. Un variador puede funcionar cerca de un límite térmico debido a una refrigeración deficiente incluso cuando la carga del motor es moderada.
¿Se puede utilizar el mismo accionamiento para bombas y transportadores?
Posiblemente, si la unidad admite ambas aplicaciones y las clasificaciones son apropiadas. Sin embargo, la estrategia de control, los requisitos de sobrecarga, el frenado y las características de carga pueden diferir sustancialmente entre una bomba y un transportador, por lo que se debe verificar la configuración exacta.
¿Qué información debe recibir un proveedor para comparar productos?
La información útil incluye el modelo completo del inversor, los datos de la placa de identificación del motor, el voltaje de suministro, el tipo de aplicación, el rango de velocidad requerido, la condición de sobrecarga, los requisitos de frenado, el protocolo de comunicación, las dimensiones del gabinete y el entorno de instalación.
¿Es lo mismo un proveedor de unidades que un fabricante de unidades?
No. Un proveedor o distribuidor puede obtener, identificar, combinar y proporcionar variadores industriales de marca sin ser el fabricante original. Para proyectos de adquisiciones, la capacidad del proveedor para identificar el modelo y la configuración correctos es particularmente importante.
¿Cómo puede una mejor selección de inversores mejorar el control de los motores industriales?
El control de motores industriales funciona mejor cuando el variador se trata como parte de toda la máquina en lugar de como un componente eléctrico aislado. El motor, la carga mecánica, la arquitectura de control, el sistema de frenado, el gabinete, el PLC, la red de comunicación y los dispositivos de protección influyen en la configuración requerida.
El primer paso es entender la máquina. Un transportador, una bomba, un ventilador, un mezclador, una máquina envasadora, un sistema de bobinado y una máquina herramienta pueden requerir un comportamiento de motor diferente, incluso cuando sus motores tienen potencias nominales similares.
Los datos del motor proporcionan la base eléctrica. Se debe conocer la tensión nominal, la corriente, la frecuencia, la velocidad, el tipo de motor y la conexión. Luego, las características de carga agregan la siguiente capa: par de arranque, par continuo, inercia, aceleración, desaceleración, rango de velocidad y servicio de sobrecarga.
El método de control debe seleccionarse a partir de estos requisitos. El control V/f básico puede ser suficiente para aplicaciones sencillas, mientras que el control vectorial sin sensores o de circuito cerrado puede proporcionar un mejor rendimiento de par y velocidad cuando la máquina lo exige.
El frenado requiere una atención especial. Las máquinas de alta inercia y los sistemas de elevación pueden regenerar una cantidad significativa de energía durante la desaceleración. La solución correcta puede implicar una rampa de parada más larga, una resistencia de frenado, un sistema regenerativo o un freno mecánico, según la aplicación.
La comunicación también se ha convertido en una parte central de la integración de motores industriales modernos. Las E/S digitales, señales analógicas, redes de bus de campo y Ethernet industrial pueden conectar el variador a un PLC y a un sistema de automatización más amplio. Por lo tanto, antes de la adquisición se debe definir el protocolo correcto y el mapeo de datos.
El diseño ambiental es igualmente importante. La temperatura ambiente, la ventilación del gabinete, la altitud, el polvo, la humedad, la longitud del cable del motor, la EMC y las limitaciones físicas del montaje pueden afectar el funcionamiento exitoso.
Para trabajos de adquisición y sustitución, la identificación del modelo merece una atención especial. Un variador industrial de marca se puede ofrecer en varias versiones estrechamente relacionadas con diferentes clases de voltaje, capacidades de corriente, interfaces, dimensiones u opciones. Por lo tanto, se debe verificar el código de modelo completo antes de seleccionar el producto.
Al obtener uninversor-lenzesolución, el enfoque de adquisición más sólido es hacer coincidir primero el modelo exacto y los requisitos de la aplicación, luego verificar la compatibilidad del motor, las funciones de control, la comunicación, el frenado, las condiciones de instalación y la documentación.
¿Necesita ayuda para adaptar un variador Lenze a su aplicación?
Mao Huisuministra productos de automatización industrial de marca y respalda la identificación de modelos, la coincidencia de aplicaciones, el abastecimiento de reemplazos, las verificaciones de especificaciones técnicas y la revisión de configuraciones para proyectos de control de motores. Para obtener detalles del producto y requisitos de aplicación,contáctanos.
