Ver 2ª PARTE
Consideraciones de calidad de la energía y
refrigeración
Hay muchas
consideraciones importantes para todos los equipos electrónicos industriales,
los dos más importantes son la calidad de la energía de línea y refrigeración.
Las unidades de control
VFD se instalarán en localizaciones donde la temperatura ambiental máxima no
exceda de 40 ºC. Esta temperatura es común para la mayoría de las unidades.
Evitaremos instalar
unidades en mezzanines, luz solar directa, o fuentes de calor externas ya que
en estas localizaciones usualmente tienen elevaciones de temperatura
impredecibles. Si debemos instalar VFDs en tales áreas, daremos los pasos para
proporcionar la refrigeración necesaria.
La refrigeración
apropiada del heat sink del VFD es esencial para una operación exitosa. Las
unidades montadas en la pared emplean un efecto chimenea para refrigerar el
heat sink y deben ser montadas en una superficie vertical plana y uniforme. Los
VFDs más grandes requieren suficiente espacio a través de ellos para que
circule suficiente caudal de aire a través de ellos, asegurando adecuada
refrigeración.
La altitud también
afecta la capacidad de disipación de calor del heat sink y las unidades en
localizaciones por encima de 1000 m por encima del nivel del mar deben ser
desclasificadas. Una norma común es considerar una desclasificación del 2 % por
cada 300 m de altitud.
Calidad de la energía en
la línea de alimentación. El voltaje de línea a la entrada del variador no
variará más o menos un 10 % debido a que la mayoría de los variadores
dispararán un fallo de protección. Esta estabilidad de voltaje debe
considerarse en el recorrido de los conductores al variador calculando las caídas
de voltaje en largos recorridos.
Muy a menudo se usan
señales de control externas para comenzar/parar y controlar la velocidad de un
VFD. Los tipos de señales de control pueden variar dependiendo de la
aplicación. Las señales de control deben tener un recorrido independiente del
cableado de potencia. Los ruidos inducidos pueden producir un comportamiento
del variador errático que es muy difícil de localizar.
Otras consideraciones de instalación del VFD
Hay otras
consideraciones de instalación para VFDs. Estas inclu
Yen conexiones
eléctricas, puesta a tierra, protección contra el fallo, protección de motores
y parámetros ambientales tales como la humedad.
Consideraciones
eléctricas. El dimensionado e instalación de la línea VFD y los conductores de
carga deben ser conformes a los códigos de aplicación.
Puesta a tierra. Para
una operación segura todos los VFDs deben estar puestos a tierra
convenientemente. La puesta a tierra del motor directa al VFD es requerida para
minimizar la interferencia y para que la función de protección de fallo a
tierra del variador opere apropiadamente.
Protección contra el
fallo. Muchos VFDs tienen protección de cortocircuito (usualmente en forma de
fusibles) ya instalados por el fabricante. Éste es usualmente el caso de
unidades de potencia grandes. Las unidades pequeñas (1/3 a 5 CV) normalmente
requieren protección de fusible externa. En cualquier caso, la selección y
dimensionado de estos fusibles es crítica para la protección de semiconductores
en caso de fallo.
Protección de motores.
Todos los motores requieren protección contra sobrecarga. La práctica más común
es el uso de un sistema de relé de sobrecorriente que protegerá todas las fases
y protegerá contra fase simple. Este tipo de protección responderá contra las
condiciones de sobrecorriente del motor en un motor sobrecargado, pero no
detectará las condiciones de sobre-temperatura.
Un motor operando a
velocidades reducidas verá disminuida su refrigeración, como resultado puede
fallar debido a la descomposición térmica de los devanados del motor. De esta
forma, la protección óptima para un motor es detección térmico del devanado del
motor. Esta detección luego se enclava con el circuito de control del VFD. Esto
es altamente recomendable para cualquier motor que opera en periodos extendidos
de tiempo de baja velocidad.
Humedad. Como es el caso
con todos los equipos eléctricos y electrónicos, la alta humedad y la atmósfera
corrosiva es una preocupación. Las unidades de variadores se instalarán en una
localización no corrosiva siempre que sea posible, con un ambiente de no
condensación que va de 0 a 95 %.
Completando la instalación
La instalación de un VFD
no es tan diferente que en otros tipos de control de motores.
Un procedimiento de
arranque debe ser seguido por un arranque correcto y seguida del VFD.
Un procedimiento de
arranque cuidadosamente organizado asegura mejor la operación del equipo y la
fiabilidad del sistema a la vez que se simplifica la solución de futuros
problemas.
Los procedimientos de
arranque de los VFDs son de importancia fundamental para el uso último y la
operación efectiva de la instalación de VFD. En realidad, la instalación
exitosa de casi cualquier equipo eléctrico o sistema se beneficia de un proceso
bien planificado similar al procedimiento aquí presentado.
Adicionalmente a un
arranque rápido y uniforme, otros beneficios mayores de un procedimiento de
arranque bien organizado son los siguientes.
- Mejor comprensión de todos los componentes y funciones del sistema.
- Documentación de datos para propósitos de garantías.
- Acumulación de información y valores para acelerar la solución de problemas de mantenimiento.
Por supuesto, durante
las etapas de diseño iniciales y antes del arranque, debemos desarrollar una
buena comprensión de la aplicación y sus variaciones para asegurar el mejor
rendimiento posible de la carga. En ese momento, tendremos un buen conocimiento
de las características del VFD y ajustes para la aplicación.
Antes del arranque
En primer lugar, debemos
tener cuidado de las recomendaciones del fabricante del VFD.
Seguidamente, leeremos
el manual del VFD y resaltaremos las características y ajustes que esperamos se
use.
Además del VFD en sí
mismo, tendremos que hacer una inspección visual del sistema completo,
incluyendo motores, conmutadores de desconexión, interruptores de circuito,
controles, componentes de carga, dispositivos de control (interruptores de
presión, flotación, límite), etc.
Finalmente, haremos un
control minucioso de los siguientes ítems.
- Conexiones (línea, carga, y tierra).
- Motor (potencia, corriente a plena carga, voltaje y rotación).
- VFD (voltajes de entrada/salida, corriente de salida máxima).
- Dispositivos de protección (interruptores de circuito, fusibles, sobrecargas, dispositivos térmicos).
- Desconexiones (están en su lugar y dimensionadas correctamente).
- Mediciones del voltaje de potencia de línea entrante al VFD (fase A-B, fase B-D, fase C-A).
Palabras clave:
Pulse width modulation (PWM),
current source inverter (CSI), and voltage source inverter (VSI), IGBT PWM
(pulse width modulated using insulated gate bipolar transistors), Silicon
Controlled Rectifiers (SCRs), Permanent Split Capacitor (PSC) motors, total
harmonic distortion (THD), Flux vector PWM
drives, flux vector drive, full-load amps (FLA).
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