¿Qué características del motor se deben considerar al seleccionar un variador de frecuencia?

Seleccionando el derecho unidad de CA (también conocido como variador de frecuencia o VFD) es un paso crítico en la optimización de cualquier sistema impulsado por motor. El rendimiento del variador está intrínsecamente vinculado al motor que controla, lo que hace que una comprensión profunda de las características del motor sea absolutamente esencial para el emparejamiento adecuado, la eficiencia y la longevidad del sistema.

Estas son las principales características del motor que se deben considerar rigurosamente al elegir un unidad de CA :

1. Tipo de motor y clasificación de servicio

La naturaleza fundamental del motor dicta las capacidades de control del variador y el rendimiento requerido:

• Tecnología de motores (inducción versus síncrono):

  • Motores de inducción: El tipo más común. Los motores de inducción estándar pueden ser adecuados para aplicaciones sencillas y de carga ligera. Sin embargo, para un control preciso o un funcionamiento a baja velocidad bajo un par constante, motor de servicio inversor A menudo se requiere. Estos motores tienen aislamiento y refrigeración mejorados para soportar la conmutación de alta frecuencia y los picos de voltaje generados por el variador de CA (control PWM).

  • Motores síncronos/de imanes permanentes: Estos requieren algoritmos de control más avanzados (a menudo control vectorial) del variador de frecuencia para gestionar la velocidad y el par precisos sin "deslizamiento". El variador debe tener una clasificación específica para este tipo de motor.

• Clasificación de aislamiento: La clase de aislamiento del motor (por ejemplo, NEMA/IEC) debe poder tolerar los picos de voltaje y el contenido armónico producido por el variador de frecuencia. El uso de un motor sin clasificación inversor con un variador moderno puede provocar una falla prematura del motor.

• Cerramiento y refrigeración: Los motores estándar refrigerados por ventilador pierden capacidad de refrigeración a bajas velocidades. Para aplicaciones continuas, de baja velocidad y de par constante, la combinación de variador y motor debe tener en cuenta esto, lo que a menudo requiere un motor de servicio inversor con un ventilador independiente o un accionamiento que limite el funcionamiento a baja velocidad.

2. Clasificaciones eléctricas y compatibilidad

Hacer coincidir las especificaciones eléctricas básicas no es negociable para la seguridad y el funcionamiento:

• Clasificaciones de voltaje y potencia (HP/kW): El voltaje nominal y la potencia nominal del variador de frecuencia deben coincidir o superar los valores nominales de la placa de identificación del motor. La capacidad de corriente de salida del variador suele ser el factor más crítico, ya que debe manejar la tensión del motor. corriente de carga completa (FLA) .

• Amperios a plena carga (FLA): La clasificación de corriente continua del variador debe ser igual o mayor que el FLA del motor, especialmente cuando funciona a la velocidad base del motor.

• Frecuencia de entrada (50 Hz o 60 Hz): Si bien el trabajo del variador de frecuencia es variar la frecuencia de salida, su sección de entrada debe ser compatible con la frecuencia de suministro de energía de la instalación.

3. Requisitos de par y velocidad

La curva de rendimiento del motor dicta el tipo de control requerido por el unidad de CA :

• Curva par-velocidad (tipo de carga):

  • Par variable: Cargas como bombas centrífugas y ventiladores requieren un par que aumenta con el cuadrado de la velocidad. Los motores estándar y el control simple de V/Hz en el variador de frecuencia son adecuados, ya que se necesita menos torque a bajas velocidades.

  • Par constante: Cargas como transportadores, bombas de desplazamiento positivo y extrusoras requieren la misma cantidad de torque en todo su rango de velocidades. Esto requiere un variador de velocidad más robusto y, a menudo, un motor de servicio inversor para evitar el sobrecalentamiento a bajas velocidades.

• Rango de control de velocidad: El rango requerido (por ejemplo, 10:1, 100:1 o incluso 1000:1) dicta la tecnología de control en el variador de frecuencia. El control simple de V/Hz proporciona un rango limitado, mientras que el control vectorial sin sensores (SVC) o el control vectorial de circuito cerrado (que requiere un codificador de motor) ofrece un control preciso y de amplio rango de velocidad y torque.

• Par de arranque: El variador debe dimensionarse para proporcionar el par necesario para acelerar la carga desde parado. Esto a menudo implica la capacidad de sobrecarga —su capacidad para entregar una corriente superior a la nominal durante períodos cortos (por ejemplo, 150 % durante 60 segundos).

4. Metodología de retroalimentación y control

La configuración del motor determina a menudo el modo de control más adecuado en el unidad de CA :

• Dispositivo de retroalimentación del motor:

  • Sin retroalimentación (V/Hz de bucle abierto o vector sin sensor): Se utiliza para la mayoría de las aplicaciones simples. unidad de CAs Confíe en modelos de motor internos sin retroalimentación directa de velocidad o posición.

  • Codificador/Resolvedor (Vector de bucle cerrado): Requerido para aplicaciones que necesitan regulación de velocidad extremadamente precisa, control de par o capacidad de retención de velocidad cero (como grúas o ascensores). El variador de frecuencia debe tener los terminales y el software adecuados para procesar esta retroalimentación.

• Polos del motor: El número de polos (2, 4, 6, etc.) determina la velocidad síncrona del motor a una frecuencia determinada, que el unidad de CA debe tener en cuenta en sus algoritmos de control.

Al evaluar cuidadosamente estas características del motor, los ingenieros pueden garantizar las opciones seleccionadas. unidad de CA proporciona la potencia, la protección y el control preciso necesarios para la aplicación, maximizando la eficiencia y minimizando el tiempo de inactividad.