Variadores de Velocidad y Arrancadores Suaves

¿Cuál es la función de los variadores de velocidad?

Los variadores de Velocidad tienen como función regular la velocidad de motores eléctricos para que la electricidad que llega al motor se ajuste a la demanda real de la aplicación, reduciendo el consumo energético del motor entre un 20 y un 70%.

La energía de la red pasa por el variador y regula la energía antes de que ésta llegue al motor para luego ajustar la frecuencia y la tensión en función de los requisitos del procedimiento

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¿Cómo se selecciona un variador de velocidad en una máquina?

Para realizar la correcta selección de un variador de Velocidad y buena puesta en servicio, indicaremos una serie de consideraciones técnicas necesarias. Para comenzar, debemos tener en cuenta:

Las variables eléctricas del sistema a las que será sometido el equipo, como Tensión (380-690 V BT) y Frecuencia de Red (50-60 Hz).
Las solicitudes de carga a controlar, considerando parámetros como tipo (par constante, par cuadrático, par inverso, par lineal, etc.), potencia mecánica requerida, momento de inercia, entre otros. Asimismo, se debe saber si existe algún rango o variación de velocidad necesario para la aplicación, y si se requiere un par (torque) inicial alto.
Las condiciones ambientales a las que estará sometido el equipo, como altura geográfica, humedad y temperatura. Es importante considerar si estará instalado al exterior o interior de una sala eléctrica. Si se encuentra al interior de una sala, debe conocer si esta tiene contaminación y si cuenta con una ventilación adecuada.
En términos del equipamiento, se recomienda que el equipo tenga posibilidad de inyección de reactivos o mitigación de armónicos a través de filtros LHF.
La selección del variador de frecuencia debe también considerar los datos de placa del motor que mueve la carga. Para esto, se debe verificar que el variador de frecuencia sea capaz de entregar la corriente, par y potencia máxima que dispone el motor, considerando el tipo de carga que controlará. De lo contrario, se debe sobredimensionar el VDF (aumentar la potencia).
Hay que tener en consideración las recomendaciones que hacen los fabricantes para almacenamiento, instalación o montaje, puesta en servicio, funcionamiento, y mantenimiento.

Con todos estos tópicos, podemos seleccionar y dimensionar un variador de Velocidad y, además, configurarlo para una rápida puesta en servicio.

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Tipos de Variadores de Velocidad

Es importante conocer los tipos de variadores para conocer un mayor panorama a la hora de adquirir uno. En términos generales, existen tres tipos básicos de variadores: mecánicos, hidráulicos y eléctricos, siendo los mecánicos los más antiguos.

Variadores mecánicos

Variador de paso ajustable: Un dispositivo que emplea poleas y bandas en las cuales el diámetro de una o más poleas puede ser modificado.
Variador de tracción: Transmite potencia a través de rodillos metálicos y se ajusta moviendo los rodillos para cambiar las áreas de contacto entre ellos.

Variadores Hidráulicos

Variador hidrostático: Consta de una bomba y motor hidráulico (ambos de desplazamiento positivo). Una revolución de la bomba o el motor corresponde a una cantidad bien definida de volumen del fluido manejado. De esta manera la velocidad puede ser controlada mediante la regulación de una válvula de control, o bien, cambiando el desplazamiento de la bomba o el motor.
Variador hidrodinámico: Emplea aceite hidráulico para transmitir par mecánico entre un impulsor de entrada (sobre un eje de velocidad constante) y un rotor de salida (sobre un eje de velocidad ajustable). También llamado acoplador hidráulico de llenado variable.
Variador hidroviscoso: Posee uno o más discos conectados con un eje de entrada, los cuales estarán en contacto físico (pero no conectados mecánicamente) con uno o más discos conectados al eje de salida.

Variadores eléctrico-electrónicos

Los variadores eléctrico-electrónicos incluyen tanto el controlador como el motor eléctrico. Los primeros variadores de esta categoría emplearon la tecnología de los tubos de vacío; con los años se han ido incorporando dispositivos de estado sólido, lo cual ha reducido significativamente el volumen y costo, mejorando la eficiencia y confiabilidad de los dispositivos.

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