miércoles, 24 de febrero de 2016

Ingeniería e instalación de un Variador de Frecuencia


Hoy día la implementación de un variador de frecuencia como medio para controlar la velocidad de un motor de corriente alterna es lo se está implementando en las industrias para así evitarse el uso de motores de corriente continua, y eliminar el mantenimiento de las escobillas en los motores DC con controles costosos.

Una vez que se decide la implantación de un variador de frecuencia para tu proceso sea cualquiera que sea, estas entrando en la necesidad de la realización de una ingeniería local para su respectiva instalación, y por lo tanto es aquí donde vamos a trabajar desde ahora en adelante. 

Como puntos importantes que debemos tener presente para la ingeniería son entre otros:

Se le instalará el variador a un motor nuevo que vino diseñado para trabajar con un variador de frecuencia.
Se le instalara el variador de frecuencia a un motor viejo que estaba trabajando sin control de velocidad, y que siempre funciono sin variador.

Para él primer caso Motor – Variador, nuevo debemos analizar los siguientes puntos.

1. Ubicación física del variador de frecuencia.

2. Distancia entre el variador y el motor (recorrido completo del cableado).

3. Cableado a utilizar para alimentar el motor.

4. Canalización del cableado de potencia.

5. Canalización del cableado de control

6. Protección eléctrica contra cortocircuitos y sobrecargas térmicas

7. Armónicos generados por el variador.

8. Efectos de ondas reflejadas.

9. Corrientes de alta frecuencia entre el motor y Bomba o Compresor a Mover ( corrientes parasitas )

10. Autonomía del variador al fallar la tensión de alimentación principal.


1. Ubicación física del variador de frecuencia.

Un variador de frecuencia es un equipo eléctrico y con componentes electrónicos que genera mucho calor, por lo tanto se debe tener en cuenta que tanto internamente él debe tener ventiladores y que el calor saldrá a la parte externa del mismo, y si estas en una sub estación los requerimientos de enfriamientos serán mayores. En oportunidades ese calor generado puede canalizarse al área externa de la sub estación.

2. Distancia entre el variador y el motor (recorrido completo del cableado).

La distancia acá no se está tomando en cuenta para calcular el cableado por su caída de tensión se supone que ya ese punto forma parte del alimentador del motor y que se calculó con todas las normas establecidas, aquí la distancia es muy importante para saber la necesidad de eliminar la onda reflejada que se forma entre el variador y el motor. Además de la necesidad de la instalación de filtros entre el motor y el variador, cada fabricante instala los filtros pertinentes y deacuerdo a su diseño por eso es importante notificarle al fabricante la distancia que habrá entre el variador y el motor para su diseño desde la fábrica.

3. Cableado a utilizar para alimentar el motor.

En relación a este punto hay varias literaturas respecto al mismo inclusive hay varios fabricantes que diseñan cables exclusivamente para usar con variadores de frecuencia y es una de las partidas más costosas del proyecto pero necesarias.

El alimentador que va desde la gaveta del MCC que alimentara al variador será un cableado normal según las normas específicas IEEE, CEN etc. La capacidad calculada para tal caso sin más limitación que la de un cable deacuerdo a lo especificado en el proyecto.

El cable que saldrá desde el variador hasta el motor si debe ser un cable especial el cual a continuación hablaremos.

Este cable será el calculado según las normas por ampacidad, caídas de tensión por la distancia entre el motor y el variador cuando la misma supera los 100 metros lo que normalmente es así.

Mas adelante expondré un tema único para este caso.

Controlar la velocidad de un motor mediante un variador de frecuencia es algo cada vez más usual pero no se puede emplear cualquier tipo de cable. Razonemos sobre los diseños de cables más idóneos para ahorrarnos problemas de los que también nos advierten los fabricantes de variadores.

4. Canalización del cableado de potencia.

El cable a motor debe instalarse apartado de otros recorridos de cable. Con varios convertidores de frecuencia, los cables a motor pueden tenderse en paralelo, uno junto a otro. Se recomienda que el cable a motor, el cable de la red y los cables de control se instalen en bandejas separadas. Debe evitarse que el cable a motor corra paralelo a otros cables durante un trayecto largo, para reducir las interferencias electromagnéticas producidas por los cambios rápidos en la tensión de salida del convertidor de frecuencia.

En los puntos en que los cables de control deban cruzarse con los cables de alimentación, asegúrese de que lo hacen en un ángulo lo más próximo posible a los 90 grados.

Por el convertidor no deberán pasar otros cables adicionales.

Las bandejas de cables deben presentar una buena conexión eléctrica entre sí y respecto a los electrodos de conexión a tierra. Pueden usarse sistemas con bandejas de aluminio para nivelar mejor el potencial.

Referencia manual Abb .
ACS800

Manual de hardware - Convertidores de frecuencia ACS800-07 (45 a 560 kW)

5. Selección y Canalización de los cables de control

Al igual que los conductores de potencia los de control también deben ir por bandejas separadas.

Todos los cables de control deberán estar apantallados.

Debe utilizarse un cable de par trenzado doblemente apantallado para señales analógicas. Este tipo de cable también se recomienda para las señales del generador de pulsos. Utilice un par protegido individualmente para cada señal. No utilice el retorno combinado para señales analógicas diferentes.

La mejor alternativa para las señales digitales de bajo voltaje es un cable con pantalla doble, pero también puede utilizarse cable de varios pares trenzados con pantalla única.

Las señales analógicas y digitales deben transmitirse a través de cables apantallados separados.

Las señales controladas por relé pueden transmitirse por el mismo cable que las señales de entrada digital, siempre que su tensión no sobrepase los 48 V. Se recomienda que las señales controladas por relé se transmitan a través de un par trenzado.

Nunca deben mezclarse señales de 24 V CC y 115/230 V CA en el mismo cable.

Elaborado.





1 comentarios:

  1. Buen día. Excelente forma de exponer la técnica para el manejo y uso de los VFD's.

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