Guía de Accionamientos de Velocidad Variable

Guía de Accionamientos deVelocidad Variable

Guía Técnica Nº 4 Guía Técnica Nº 4

2 Guía Técnica Nº 4- Guía de Accionamientos de Velocidad Variable

3Guía Técnica Nº 4- Guía de Accionamientos de Velocidad Variable

Índice

1 Introducción ..............................................................General .......................................................................

2 Los procesos y sus requisitos .................................¿Por qué un control de la velocidad variable? .............Segmentos industriales con procesos AVV ................Variables en los sistemas de procesamiento ..............Máquinas utilizadas para alterar las propiedades de losmateriales ....................................................................

Forma bien definida .................................................Forma indefinida .........................................................y para transportar materiales ..............................Materiales sólidos ..................................................Materiales líquidos .................................................Materiales gaseosos ..............................................

3 La fuerza motriz de la industria: el motor eléctricoLa mayoría de máquinas se accionan con motoreseléctricos ....................................................................Los motores convierten la energía eléctrica en..........mecánica ....................................................................El convertidor de frecuencia controla la inducciónelectromagnética ........................................................La eficacia del sistema de accionamiento .................A veces se requiere una rotación o un par inversos ..La carga, la fricción y la inercia resisten la rotación ..El motor debe superar el par de carga .......................El par de accionamiento y de la carga son equivalentesa velocidad nominal ....................................................

4 Los volúmenes variables requieren algún tipo decontrolFlujo de materiales variables y requisitos deentrada/salida .............................................................Métodos de control más sencillos ..............................El mejor método de control es el AVV .......................AVV mecánicos, hidráulicos y eléctricos ...................

Acoplamiento hidráulico .........................................Accionamiento de CC.............................................Accionamiento de CA.............................................

Los AVV eléctricos dominan el mercado ....................Costes de mantenimiento .......................................Productividad .........................................................

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Ahorro de energía ...................................................Mayor calidad .........................................................

El mercado de los accionamientos de CA crece conrapidez .......................................................................

5 Accionamiento de CA: líder en métodosde control ..................................................................Funciones básicas de un accionamiento de CA ........Curvas de capacidad de carga de un motor conaccionamiento de CA .................................................Características del accionamiento de CA paracontrolar mejor los procesos ......................................Inversión ....................................................................Control del par ............................................................Eliminación de vibraciones mecánicas ......................Funcionamiento con cortes de la red .........................Función de bloqueo ....................................................Compensación de deslizamiento ................................Arranque con girando .................................................Características medioambientales .............................EMC ...........................................................................

6 Coste-beneficio del accionamiento de CA .............Diferencias técnicas entre otros sistemas y losaccionamientos de CA ...............................................No se requieren piezas de control mecánicas ............Factores que afectan al coste ....................................Costes de inversión: componentes mecánicos yeléctricos ....................................................................El motor......................................................................El accionamiento de CA .............................................Costes de instalación: el regulador por estrangulación

frente al accionamiento de CA ...................................Costes operativos: mantenimiento y energía delaccionamiento ............................................................Comparación del coste total .......................................

7 Índice.........................................................................

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Con esta guía se continúa la serie de guías técnicas de ABB.En ella se describen diferentes accionamientos de velocidadvariable (AVV) y su aplicación en procesos industriales. Se haprestado especial atención a los AVV eléctricos y, sobre todo,a los accionamientos de CA.

Esta guía pretende ser lo más práctica posible. Aunque no esnecesario tener conocimientos específicos sobre los AVV, síes preciso disponer de conocimientos técnicos básicos a fin decomprender los términos y las descripciones utilizadas.

Capítulo 1 - Introducción

General


Para entender por qué es necesario controlar la velocidadvariable, primero es preciso comprender los requisitos de losdiferentes procesos. Dichos procesos se pueden dividir endos grandes categorías: el tratamiento de material y eltransporte de material. No obstante, estos dos títulos básicosengloban numerosas subcategorías.

Ambas categorías comparten una característica común: sucapacidad de ajustar procesos. El ajuste se consigue graciasa los AVV. En este capítulo se describen los principalesprocesos industriales y no industriales que utilizan AVV.

Capítulo 2 - Los procesos y sus requisitos

¿Por qué uncontrol develocidadvariable?


! Sólo unos ejemplos!

Industriales:Industria químicaPulpa, papel, impresiónAlimentación y bebidas

Centrales de enegíaMinería

Industria metalúrgicaTalleres de maquinariaPlásticosTextiles

No industriales:

HVACTratamiento de aguas

Son muchos los procesos industriales, pero en esta lista sólose mencionan algunos segmentos industriales con procesosque utilizan AVV. El denominador común de estos procesoses que requieren algún tipo de control con AVV.

Por ejemplo, en las aplicaciones de aire acondicionado (partedel HVAC), los requisitos de corriente de aire varían según lahumedad y la temperatura de la habitación. No obstante, estosrequisitos pueden cumplirse ajustando los ventiladores dealimentación y retorno de aire y, dichos ajustes, se realizancon los AVV.

Los ventiladores también se utilizan en centrales de energía yen la industria química y, en ambos casos, deben ajustarse alproceso principal. En las centrales de energía, el procesoprincipal varía según la demanda de energía durante lasdiferentes partes del año, del día o de la semana. Losrequerimientos de uso de los AVV también difieren en funcióndel proceso.

SegmentosSegmentosSegmentosSegmentosSegmentosindustrialesindustrialesindustrialesindustrialesindustrialescon procesoscon procesoscon procesoscon procesoscon procesosAAAAAV VV VV VV VV V

Los procesos y sus requisitos


Suministro de energía

Sistema de procesamientoEnergíade desecho

Tratamiento de material mediante

Potencia mecánica

Influenciaelectromecánica

Influenciatérmica

Reacciones químicas y biológicas

Influencianuclear

Suministrode material

Material dedesecho

Producto o estado material final

Flujo de energía

Flujo de material

Este diagrama muestra las variables que afectan al sistemade procesamiento. Estas variables pueden dividirse en:variables de energía y variables de material. En el sistema deprocesamiento, el material y la energía se procesan mediantepotencia mecánica, influencia electromagnética, influenciatérmica, reacciones químicas y biológicas e, incluso, energíanuclear.

Los procesos necesitan el material y la energía suministradospara completar los procesos requeridos. El resultado de losprocesos es el producto o el estado material final pero, entodos los procesos también se producen también desechos,bien sean de tipo energético o material.

En los sistemas de procesamiento, los AVV se utilizan paracontrolar la potencia mecánica de las distintas máquinasimplicadas en el proceso.

Los AVV también pueden controlar el tratamiento del material.Un buen ejemplo de ello es el horno de secado, que siempredebe mantener una temperatura de calor constante. Dichoproceso se regula con los AVV, que controlan la velocidad delos ventiladores de aire caliente.

Variables en lossistemas deprocesamiento



Tratamiento sustancialAlteracíon de las propiedades del material(consistencia, geometría,etc.)

Máquinas de trabajo

Aparatos deprocesamiento

Forma biendefinida

Formaindefinida

Maquinaria Equipos deplanta

Máquina herramientade cortado

--

Máquina herramienta perfiladoraLaminadoresMáquinas de impresión,textiles, para madera y para fabricar papelRobots

Mezcladores yagitadoresCentrífugesExtrusorasAutoclavesQuebradorasMoledor

Tal y como se ha mencionado anteriormente, los procesos delas máquinas de trabajo se dividen en dos categorías, la primerade las cuales es el tratamiento de material, realizado condiferentes aparatos de procesamiento y cuyo objetivo es alterarlas propiedades del material y dotarlo de una forma diferente.

Los aparatos de procesamiento se dividen en dos grupos enfunción de la forma resultante del material tratado, que puedeser bien definida o indefinida. Los materiales con una formabien definida, tales como el papel, el metal o la madera, seprocesan con máquinas. Un ejemplo de ello son las máquinaspara fabricar papel, los laminadores y las líneas de las serrerías.

Los materiales con una forma indefinida, como algunosalimentos, plásticos, etc., se procesan con los equipos deplanta. Un ejemplo de esta clase de equipo son los agitadoresde margarina y diversos tipos de centrífugas y extrusoras.

Máquinas utili-zadas paraalterar las pro-piedades delos materiales...


Forma biendefinida

Formaindefinida


máquina herramienta de cortado máquina herramienta perfiladora laminadores máquinas de impresión, textiles, para madera y para fabricar papel robots

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– mezcladores y agitadores centrífugas extrusoras autoclaves quebradoras moledor

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Tratamiento sustancialAlteración de las propie-dades del material (consis-tencia, geometría, etc.)

Aparatos de procesamiento

Forma biendefinida

Forma indefinida

Maquinaria Equipos deplanta

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Tratamiento energéticoControl de flujo, presión y ubicación del material

Tratamiento energéticoControl de flujo, presión y ubicación del material

Máquinas detrabajo

sólido

Medios de transport

poleas, grúastransportadores de rodilloscintas transporta-dorasascensoresexcavadoras

líquido(mezclado)

gaseoso(mezclado)

Bombas

bombas volumétricasbombascinéticas

Ventiladores y compresores

ventiladoresfuellescompresoresaire acondicio-nado

Estado del material

Tipo dematerial

En la segunda categoría se encuentran las máquinas quetransportan el material al emplazamiento correspondiente. Estegrupo está formado por máquinas transpor tadoras,dosificadoras y de cambio de presión. Dichas máquinas sedividen, a su vez, en tres subgrupos diferentes dependiendode si el material tratado es sólido, líquido o gaseoso.

Los materiales sólidos, como los contenedores de embarque,el metal, la madera, los minerales y, naturalmente, laspersonas, se transportan con máquinas transportadoras comogrúas, cintas transportadoras y ascensores.

Los materiales líquidos, tales como el agua, el aceite o lassustancias químicas líquidas se transportan con bombas.

Los materiales gaseosos, como el aire, se transportan conventiladores, compresores y fuelles. El aire acondicionado esuna aplicación especial de estas máquinas.

En el diagrama superior se muestran cinco máquinas diferentesque modelan o transportan distintas clases de material, perotodas pueden utilizarse potencialmente como accionamientosde velocidad variable.

...y paratransportarmateriales

Materialessólidos

Materialeslíquidos

Materialesgaseosos



Producto o estado final del material

Suministro de material (y señal/energía)Suministro

de potencia: combustible, presión de gas, red eléctrica

Control de energía: conversión y/o regulación de la energía suministrada

El motor: conversión de la energía suministrada en energía mecánica (energía rotativa)

Transmisión: conversión y/o regulación de la energía mecánica suministrada

La máquina de trabajo: procesamiento del material (y señal/energía) utilizando energía mecánicaPosibles puntos de control de la velocidad variable_____ __ __ _______ ______

sistema de accionamiento______ __ ____________

flujo de energíaflujo de energía mecánica

Todas las máquinas mencionadas anteriormente se accionancon motores eléctricos. De hecho, podría afirmarse que el motoreléctrico es la fuerza motriz de los procesos industriales. Eneste capítulo analizaremos con mayor detalle los motoreseléctricos, en especial el motor de jaula de ardilla de CA, elmotor más común en los procesos industriales.

Capítulo 3 - La fuerza motriz de laindustria: el motor eléctrico

Todas las máquinas están formadas por los cuatrocomponentes representados en el diagrama. Dichoscomponentes son: el control de energía, el motor, latransmisión y la máquina de trabajo. Los tres primeros forman,conjuntamente, el denominado "sistema de accionamiento”,que transforma un tipo de energía específico en la energíamecánica que utilizada después por la máquina de trabajo. Laenergía se transmite al sistema de accionamiento desde elsuministro de energía.

En cada uno de los tres componentes del sistema deaccionamiento es posible controlar la velocidad variableutilizando, por ejemplo, un convertidor de frecuencia a modode dispositivo de control de energía, un motor de dosvelocidades como motor y unos engranajes como transmisión.

Tal y como se ha afirmado anteriormente, la mayoría demáquinas están accionadas por un motor eléctrico, y éstos sedividen en motores de CA y de CC. Los motores de CA, enespecial los de jaula de ardilla, son los más utilizados en losprocesos industriales.

La mayoríade máquinasse accionancon motoreseléctricos


Convertidor de frecuencias Motor

Rectifica-dor

Circuito de CC Unidad del inversor

La capacidad del motor de CA de convertir la energía eléctricaen mecánica se basa en la inducción electromagnética. Latensión en el bobinado del estator genera la corriente y el flujomagnético. La dirección de flujo de la corriente del estator puededeterminarse con la regla de los tres dedos.

Si se cambia la dirección de la tensión en el bobinado delestator, también puede cambiarse la dirección del flujo. Al variar,en el orden correcto, la dirección de la tensión en el bobinadodel motor trifásico, el flujo magnético del motor comienza agirar. En ese instante, el rotor del motor empieza a seguir elflujo con un cierto deslizamiento. Este es el principio básicoutilizado para controlar los motores de CA.

El control puede lograrse utilizando un convertidor defrecuencia. Tal y como sugiere su nombre, el convertidor defrecuencia cambia la frecuencia de la corriente y la tensiónalterna. Un convertidor de frecuencia se compone de trespartes. El rectificador recibe la corriente trifásica normal de50Hz y la convierte en corriente continua. La tensión de CCes transmitida al circuito de barras de CC que filtra la tensiónpulsante. A continuación, el inversor conecta cada fase delmotor a las barras de CC negativas o positivas siguiendo unorden específico.

Para recibir la dirección de flujo que aparece en el diagrama,los conmutadores V1, V4 y V5 deben estar cerrados. Paraque el flujo gire en dirección contraria a las agujas del reloj, elconmutador V6 debe estar cerrado, pero el V5 abierto. Si elconmutador V5 no está abierto, el circuito sufrirá un cortocircuito. El flujo ha girado 60° en dirección contraria a las agujasdel reloj.

Los motoresconvierten laenergíaeléctrica enmecánica

La fuerza motriz de la industria: el motor eléctrico


En el inversor existen ocho posiciones diferentes deconmutación. En dos de estas posiciones la tensión esequivalente a cero, es decir, todas las fases están conectadasa la misma barra de CC, bien sea negativa o positiva. Portanto, en las seis posiciones de conmutación restantes, en elbobinado del motor existe una tensión que genera un flujomagnético.

El diagrama muestra las tres posiciones de conmutación ylas direcciones de flujo que la tensión del bobinado genera encada caso. La tensión también genera corriente en el bobinado,la dirección de la cual está marcada con flechas para cadafase.

En la práctica el control no es tan simple como se presentaaquí. El flujo magnético genera unas corrientes en el rotor quecomplican la situación. Interferencias externas, tales comovariaciones de temperatura o de carga, también pueden crearalgunas dificultades de control. No obstante, con la tecnologíay los conocimientos actuales, es posible tratar estainterferencia de forma eficaz.

Los AVV eléctricos también ofrecen ventajas adicionales,como es el ahorro de energía, dado que el motor no utilizamás energía eléctrica de la necesaria. Asimismo, el controles mejor que con los métodos convencionales, pues los AVVeléctr icos permiten aplicar un control progresivo.

El convertidorde frecuenciacontrola lainducciónelectromagnética



Pérdidas del accionamien-to (térmicas)

Potencia de entrada (eléctrica)

Potencia de entradaPotencia de salida

Pérdidas del motor (térmicas)

Potencia de salida (mecánica)

La eficacia total del sistema de accionamiento depende delas pérdidas del motor y de su control. Tanto las pérdidas delsistema de accionamiento como las del motor son térmicas,y por tanto aparecen en forma de calor. La potencia de entradadel sistema de accionamiento es eléctrica, mientras que la desalida es mecánica. Por esa razón, para calcular el coeficientede eficacia (h) es necesario poseer conocimientos de ingenieríaeléctrica y mecánica.

La potencia eléctrica de entrada Pin depende de la tensión (U),

de la corriente (I) y del factor de potencia (cos j ). El factor depotencia indica cuál es la proporción de potencia activa deltotal de la potencia eléctrica y qué porcentaje es potenciareactiva. A fin de producir la potencia mecánica requerida, esnecesaria una potencia activa, mientras que la potencia reactivaes necesaria para producir una imanación en el motor.

La potencia mecánica de salida Pout depende del par requerido(T) y de la velocidad de rotación (n). Cuanto mayor sea lavelocidad o el par requeridos, mayor será la potencia requerida,lo cual tiene un efecto directo sobre la cantidad de potenciaque el sistema de accionamiento extrae del suministro eléctrico.Tal y como se ha mencionado anteriormente, el convertidorde frecuencia regula la tensión de suministro del motor y, deeste modo, controla directamente la potencia utilizada en elmotor y el proceso sometido a control.

La conmutación eléctrica con transistores es muy eficaz, asíque la eficacia del convertidor de frecuencia es muy elevada,del 0,97 al 0,99. La eficacia del motor se halla normalmenteentre el 0,82 y el 0,97, dependiendo del tamaño del motor y dela velocidad nominal. Por tanto, puede afirmarse que la eficaciatotal del sistema de accionamiento es siempre superior al 0,8si está controlado por un convertidor de frecuencia.

La eficacia delsistema deaccionamiento



Deceleración

DeceleraciónAceleración

Aceleración

En algunos casos, se require una rotación inversa del motory, además, también pueden variar los requisitos de direccióndel par. La combinación de estos factores forma el denominado“accionamiento de cuatro cuadrantes”. El nombre deriva delos cuatro cuadrantes diferentes (I al IV) que se muestran enel diagrama.

Cuadrante I: En el primer cuadrante el motor gira en la direcciónde la agujas del reloj. Dado que el par sigue la misma direcciónque la velocidad, el accionamiento se acelera.

Cuadrante II: En el segundo cuadrante el motor sigue girandoen la dirección de las agujas del reloj, pero el par está en ladirección opuesta, así que el accionamiento se desacelera.

Cuadrantes III y IV: En el tercer y cuarto cuadrante, el motorgira en dirección contraria a las agujas del reloj y el motorvuelve a acelerarse o desacelerarse dependiendo de ladirección del par.

Con un convertidor de frecuencia, los cambios en la direccióndel par pueden aplicarse independientemente de la direcciónde giro. Para producir un accionamiento de cuatro cuadranteseficaz, es necesario algún tipo de dispositivo de frenado. Estaclase de control del par es especialmente necesario para lasaplicaciones de grúa, donde la dirección de rotación puedecambiar mientras que la del par permanece igual.

A veces serequiere unarotación o unpar inversos



Para elevar la caja, el par del motor T debe ser superior al de la carga T .

m

I

El motor debe producir el par requerido para superar el par decarga. El par de carga se compone de la fricción, de la inerciade las partes en movimiento y de la propia carga, que dependede la aplicación. En el ejemplo del diagrama, para elevar lacaja, el par del motor debe ser superior al de la carga, quedepende de la masa de la caja.

Los factores de carga varían según la aplicación. Por ejemplo,en una trituradora, el par de carga no sólo depende de la friccióny de la inercia, sino también de la dureza del material a quebrar.En el caso de los ventiladores y los fuelles, un cambio en lapresión de aire puede, entre otros factores, afectar al par decarga.


La carga, lafricción y lainercia resistenla rotación


En todos los casos, antes de seleccionar un motor para unaaplicación, debe conocerse el par de carga y la velocidadrequerida. Sólo entonces puede seleccionarse el motorapropiado para una aplicación determinada.

Si el motor es demasiado pequeño, no podrán cumplirse losrequisitos específicos y puede ocasionar grandes problemas.Por ejemplo, en una aplicación con grúa, es posible que unmotor demasiado pequeño no pueda levantar la carga lobastante rápido y a la altura requerida o, incluso, que la grúasuelte la carga, tal como se muestra en el diagrama, lo cualtendría graves consecuencias para aquellas personas quetrabajen en el puerto o emplazamiento donde se encuentra lagrúa. Para calcular el par nominal del motor, puede utilizarsela siguiente fórmula:

T[Nm]=9550 xP[kW]

n[1/min]

El motor debesuperar el parde carga



La curva de par/velocidad de un motor es única y debecalcularse de forma independiente para cada tipo de motor.Una curva de par/velocidad típica es la que se muestra en elgráfico como T

m. Como puede observarse, el par de carga

máximo se alcanzar justo por debajo de la velocidad nominal.

El par de carga Tl suele aumentar con la velocidad.

Dependiendo de la aplicación, puede ser lineal o cuadrático.El motor se acelerará automáticamente hasta que el par decarga y el del motor sean equivalentes. Este punto se muestraen el gráfico en la intersección entre T

m y T

l. El par real (T

act)

aparece en el eje de la y, mientras que la velocidad real (nact

)aparece en el eje de la x.

Estos son los principios que gobiernan el funcionamiento deun motor común de jaula de ardilla. Con un convertidor defrecuencia, puede obtenerse un rendimiento óptimo del controlen el motor y en la totalidad del sistema de accionamiento.Este punto será presentado más adelante.

El par deaccionamientoy el par decarga sonequivalentes avelocidadnominal



EntradaSalida

Flujo

InterferenciaCasos típicos

Aplicación

Bomba sumergible

Aplicación de bomba

Ventilador FD

Línea de serrería

Línea de alimentación

Desfibradora

Esmerilado

Entrada

Nivel de agua

Nivel de agua

Demanda de calor

Diámetro del tronco

Interferencia

Presión atmosféricaDureza de la madera

Dureza del material

Desgaste de la desfibradora

Salida

Flujo de agua

Volumen de material

Carga

En la mayoría de procesos existe como mínimo una variable.Esta variable requiere un ajuste del proceso. Por tanto, losprocesos y volúmenes de material variables requieren algúntipo de control.

En este capítulo analizaremos los procesos y sus variables.Asimismo, examinaremos los diferentes métodos de control.

Capítulo 4 - Los volúmenes variablesrequieren algún tipo de control

En un proceso pueden existir numerosos parámetros distintos,pero los más comunes son la entrada, la salida y lainterferencia. Es posible que estos parámetros deban serconstantes o que varíen en función de un patrónpredeterminado. Tal como y se ha comentado en el primercapítulo, en los procesos siempre hay entradas y salidas y,casi siempre, interferencias.

En algunos procesos no existe interferencia alguna y la entradaes constante. Este tipo de procesos funcionan sin ningún controlde velocidad variable. No obstante, si es necesario cambiarlos parámetros de salida, la entrada es variable, o existeninterferencias, un control de la velocidad variable puede ser lasolución para cumplir con los requisitos del proceso.

En la tabla superior se muestra una lista de algunos procesosque exigen un control de velocidad variable así como lasrazones que determinan dicho control: la entrada, lainterferencia o la salida.

Flujo dematerialvariable yrequisitos deentrada/salida


Ejemplo de Bombeo:

Regulador por estrangulación

Control de desviación Control de Marcha/Paro

Diseño sencillo

Capacidad óptima difícil de obtener

Un aumento de la capacidad implica una reconstrucción del sistema

Control mediante regulación, recirculación o marcha/paro

Riesgo de avería durante el arranque

Elevado coste operativo

Existen muchos métodos de control más sencillos, tales comoel regulador por estrangulación o el control de derivación. Eldiseño de esta clase de equipos suele ser bastante sencilla y,en un principio, la inversión puede parecer rentable.

Sin embargo, estos equipos presentan muchos inconvenientes.Por ejemplo, con un control sencillo, es muy difícil obteneruna capacidad óptima del proceso y ofrecer la mejor calidadposible. Asimismo, un aumento en la capacidad de producciónsuele implicar una reconstrucción del proceso y, con cadaarranque directo en línea, existe el riesgo de producir una averíaeléctrica y/o mecánica.

Los métodos de control más sencillos también consumen másenergía por lo que, además de representar un coste operativosuperior al de los AVV, el impacto sobre el medio ambientetambién es mayor. Las centrales de energía, por ejemplo,emiten una mayor cantidad de CO

2 a la atmósfera. En

consecuencia, el coste del ciclo de vida total de los métodosde control más sencillos es muy superior al de los AVV.

Métodos decontrol mássencillos

Los volúmenes variables requieren algún tipo de control


¿Qué haría en esta situación?

1. Mantener el pie sobre el acelerador y controlar la velocidad con el freno.

2. Reducir de marcha y reducir las revoluciones del motor.

En la mayoría de sistemas el mejor método de control es elAVV. Imagine, por ejemplo, que está conduce un coche por laautopista y que entra en una población. Para no arriesgar suvida ni la de otras personas, debe reducir la velocidad.

La mejor manera sería reducir la velocidad de rotación delmotor levantando el pie del acelerador y, en caso necesario,reduciendo de marcha. Otra posibilidad consistiría en emplearla misma marcha, mantener el pie sobre el acelerador ysimplemente frenar para reducir la velocidad. En este últimocaso no sólo produciría un desgaste del motor y los frenos,sino que además consumiría una gran cantidad de combustibley mermaría su control del vehículo. Además, de este modotampoco cumpliría con el objetivo principal de no arriesgar suvida ni la de otras personas.


El mejormétodo decontrol es elAVV


Control VV mecánico

Acoplamiento hidráulico

Accionamiento de CC

Convertidor de frecuencias

Sala de equipos eléctricos Área de procesos

En el cuadro superior se muestran los cuatro AVV máshabituales en el sector industrial. Los controles mecánicos develocidad variable suelen utilizar un accionamiento por correay se controlan moviendo de forma manual las poleas cónicaso bien utilizando motores de posicionamiento.

En el acoplamiento hidráulico se aplica el principio de la turbina.Al cambiar el volumen de aceite en el acoplamiento, varía ladiferencia de velocidad entre los ejes de accionamiento y losaccionados. La cantidad de aceite se controla mediante bombasy válvulas.

En el accionamiento de CC, un convertidor de CC cambia latensión de alimentación suministrada al motor de CC. En elmotor, un inversor mecánico -un conmutador- transforma lacorriente continua en alterna.

En el convertidor de frecuencia o en el accionamiento de CA,se utiliza un motor de jaula de ardilla estándar y, por tanto, nose requieren invertidores mecánicos. Tal y como se hacomentado al principio de esta guía, la velocidad del motor seregula con un convertidor de frecuencia que cambia lafrecuencia de tensión del motor. El convertidor de frecuenciases controlado por señales eléctricas.

El diagrama muestra el emplazamiento del equipo de controlpara cada tipo de AVV. En el caso de los AVV mecánicos ohidráulicos, el equipo de control se encuentra entre el motor yla máquina de trabajo, lo cual significa que el mantenimientoes muy dificultoso.

En los AVV eléctricos, los sistemas de control se hallan enuna sala de equipo eléctrico y sólo el motor de accionamientose encuentra en el área de procesos, pero ésta es tan sólouna de las ventajas de los AVV eléctricos. En la páginasiguiente se presentan el resto de ventajas de este tipo deaccionamiento.


AVV mecánicos,hidráulicos yeléctricos

Acoplamientohidráulico

Accionamientode CC

Accionamientode CA


AVV eléctricos

Velocidad

Velocidad óptima

Aumento de producción

2.

4. Mejor calidad

3. Ahorro de energía

1. Ahorro en mantenimiento Tiempo

Mercado de AVVAño 2000 - Europa

VSD Tamaño de mercado

Cuota de mercado (%)_______

(MUSD)_______

Accionamien-tos de CAAccionamien-tos de CCMecánicos

Hidráulicos

Total

(estimado)

Aquí se presentan los cuatro argumentos más importantespara utilizar AVV eléctricos así como la cuota de mercado delos AVV prevista en Europa para el año 2000. Las cuatroventajas principales de los AVV eléctricos se resaltan en lospuntos de inflexión de la curva de velocidad.

El arranque directo en línea somete al motor y al equipoeléctrico a una serie de esfuerzos. Con los AVV eléctricos, seobtiene un arranque suave, que tiene una influencia directasobre los costes de mantenimiento.

Los equipos de procesos suelen estar diseñados de modoque puedan adaptarse a futuros aumentos de productividad.Reemplazar el equipo de velocidad constante para alcanzarvolúmenes de producción más elevados implica un consumode tiempo y dinero. Con los accionamientos de CA, un aumentodel 5 al 20 por ciento de la velocidad no representa problemaalguno ni requiere una inversión adicional.

En muchos procesos varían los volúmenes de producción, ycambiarlos de forma manual suele resultar muy ineficaz. Conlos AVV eléctricos, es posible cambiar el volumen deproducción simplemente cambiando la velocidad del motor.De este modo se ahorra una gran cantidad de energía, sobretodo en las aplicaciones de bombas y ventiladores, ya que lapotencia del eje es proporcional a la velocidad de flujo elevadaal cubo.

El control preciso de la velocidad que ofrecen los AVV eléctricostiene como resultado una optimización de los procesos. Uncontrol óptimo de los procesos permite obtener un productode la mejor calidad y, por tanto, el mejor beneficio para elcliente.

Debido a estas ventajas y, tal como se refleja en la tablasuperior, los AVV eléctricos dominan el mercado. Losaccionamientos de CA y de CC representan, conjuntamente,más del 75% del mercado de AVV en Europa para el año2000 y, los accionamientos de CA, más del 50%.


Los AVVeléctricosdominan elmercado

Costes demantenimiento

Productividad

Mayor calidad

Ahorro de energía


Mercado global en 1995Índice de crecimiento anual del 7%

Este diagrama muestra el desarrollo previsto para el mercadode los AVV eléctricos en el año 2000. Como puede observarse,el mercado de los accionamientos de CA está creciendo a unritmo aproximado del 10% anual, lo cual justifica el crecimientoglobal del mercado eléctrico y de los AVV. La cuota de mercadode los accionamientos de CC está disminuyendo, mientrasque el mercado total de CC permanece aproximadamenteconstante. Este progreso se debe al desarrollo de la tecnologíade los accionamientos de CA.

Tal como se ha mencionado anteriormente en esta guía, elaccionamiento de CA ofrece muchas ventajas en comparaciónal resto de métodos de control de procesos. La diferencia entreel motor de CA y el de CC es que este último dispone de unconmutador mecánico con escobillas de carbón que requierenun mantenimiento regular. Además, el conmutador complicala estructura del motor y consume energía. Estas son lasprincipales razones por las cuales la cuota de mercado de losaccionamientos de CA está creciendo en comparación a la delos accionamientos de CC.

El mercado delos acciona-mientos de CAcrece conrapidez



Suministro eléctrico

Interfase de usuarioInterfase de proceso

Control del motor

Motor Proceso

Si se tiene en cuenta toda la información presentada hasta elmomento, puede afirmarse que el accionamiento de CA es ellíder en métodos de control. En el siguiente capítulo se analizarácon mayor detalle las diferentes características delaccionamiento de CA así como el grado de rendimiento quepuede ofrecer.

Capítulo 5 - Accionamiento CA: líder en métodos de control

En este diagrama se presentan las funciones básicas de unaccionamiento de CA. El control del motor de accionamientode CA está formado por cuatro componentes distintos: lainterfase de usuario, el motor, el suministro eléctrico y lainterfase de proceso.

El suministro eléctrico ofrece al accionamiento la electricidadrequerida; un criterio de selección para el accionamiento seríala tensión de suministro y la frecuencia. El accionamiento deCA convierte la frecuencia y la tensión, y alimenta al motor. Elproceso de conversión se controla mediante señales delproceso o del usuario procedentes de las inferfases de procesoy usuario.

La interfase de usuario permite controlar el accionamiento deCA y obtener información sobre el proceso a través delaccionamiento. De este modo, es fácil integrar el accionamientocon otros equipos de control de procesos y otros sistemas desobrecontrol de procesos.

Funcionesbásicas de unaccionamientode CA


Curva 3

Curva 2

Curva 1

Curva 1

Curvas 2 y 3

Carga

Carga

Si el motor se acciona sin un convertidor de frecuencia, nopueden modificarse las curvas de capacidad de carga; el motorproducirá un par específico a una velocidad determinada y nopodrá excederse el par máximo.

Con un accionamiento de convertidor de frecuencia, existendiferentes opciones de carga. La curva estándar, la Curva 1del diagrama, puede utilizarse de forma continua, mientrasque las otras curvas sólo pueden utilizarse durante ciertosperíodos de tiempo, ya que el sistema de enfriamiento delmotor no está diseñado para este uso tan pesado.

Los niveles de capacidad más elevados pueden ser necesarios,por ejemplo, durante el arranque. En ciertas aplicaciones, parael arranque se requiere hasta el doble del par normal. Ello esposible con un convertidor de frecuencia porque el motor sedimensiona en función de su uso normal y, de este modo, selogra reducir el coste de la inversión.

Para poder utilizar estas funciones, es muy importante que lacarga, el accionamiento de CA y el motor sean compatibles.En caso contrario, el motor o el convertidor puedensobrecalentarse y averiarse.

Accionamiento de CA: líder en métodos de control

Curvas decapacidad decarga de unmotor conaccionamientode CA


El accionamiento de CA dispone de otras características yfunciones internas a veces requeridas para controlar mejorlos procesos. En la tabla se muestran algunos ejemplos deestas características. Por ejemplo, las entradas y salidassuministran información al accionamiento sobre los tipos deprocesos y, de este modo, el accionamiento controla el motoren función de la información recibida. Asimismo, con elaccionamiento de CA es posible limitar la carga para evitarfallos de interferencia y para proteger la máquina de trabajo yel sistema de accionamiento.

En las siguientes secciones se presentan estascaracterísticas con mayor detalle.

Característicasdelaccionamientode CA paracontrolarmejor losprocesos


Características importantes:• entradas y salidas• función de inversión• aceleración/deceleración de tiempos de rampa• valoresV/Hz del par variable• refuerzo de par• eliminación de vibraciones mecánicas• límites de carga para evitar fallos por interferencia• funcionamiento con cortes de la red• función de bloqueo• compensación de deslizamiento• arranque con girando


Inversión con rampas de aceleración y deceleración

Tiempo de aceleraciónTiempo de deceleración

Valores de control del par

Refuerzo del par

Valores U/f variables del parEliminación de vibraciones mecánicas

Con los accionamientos de CA invertir la rotación del motorresulta fácil y, con los convertidores de frecuencia de ABB,ello se consigue simplemente pulsando un botón. Asimismo,es posible establecer diferentes tiempos de aceleración ydeceleración de rampa y modificar la forma de la rampa segúnlos deseos del usuario. En el diagrama (arriba, izquierda) semuestra una rampa en S, mientras que otra posibilidad seríauna rampa lineal.

El control del par es relativamente fácil con los accionamientosde CA. El refuerzo del par, comentado anteriormente, esnecesario si se requiere un par de arranque muy elevado. Losvalores U/f variables del par permiten obtener un par máximocon una velocidad de rotación inferior a la normal.

Es posible eliminar las vibraciones mecánicas si se evitanciertas velocidades críticas. Es decir, si un motor se aceleracerca de su velocidad crítica, el accionamiento no permitiráque la velocidad real del motor siga la velocidad de referencia.Una vez superado el punto crítico, el motor regresarárápidamente a su curva regular y pasará la velocidad crítica.

Accionamiento CA: líder en métodos de control

Inversión

Control del par

Eliminación devibracionesmecánicas


Funcionamiento con cortes de la red

Tensión inmediata del circuito (U dc)

Frecuencia de salida (f)

Par del motor (T m)

Función de bloqueo

Zona de bloqueo

Par

Zona de bloqueo

El funcionamiento con cortes de la red es una función que seutiliza cuando hay cortes en la tensión de alimentación deentrada. En estos casos, el accionamiento de CA continuafuncionando con la energía cinética del motor en rotación. Elaccionamiento estará totalmente operativo siempre y cuandogire el motor y genere energía para el accionamiento.

En caso de bloqueo, puede protegerse el motor con la funciónde bloqueo del accionamiento de CA. También es posible ajustarlos límites de supervisión y seleccionar el modo de reaccióndel accionamiento en una situación de bloqueo. La protecciónse activa si se cumplen tres condiciones simultáneamente:

1. La frecuencia de accionamiento debe estar fijada por debajode la frecuencia de bloqueo.

2. El par del motor debe superar el valor máximo permitidocalculado por el software del accionamiento. Este valor varíade forma continua en función de diferentes factores como, porejemplo, la temperatura del motor. Si se cumplen lascondiciones 1 y 2, el motor se encontrará en la zona de bloqueomarcada en el diagrama.

3. La última condición es que el motor no haya permanecidoen la zona de bloqueo más tiempo del establecido por elusuario.


FuncionamientoFuncionamientoFuncionamientoFuncionamientoFuncionamientocon cortescon cortescon cortescon cortescon cortes

de la redde la redde la redde la redde la red

Función de bloqueoFunción de bloqueoFunción de bloqueoFunción de bloqueoFunción de bloqueo


Compensación de deslizamiento

Par

Arranque con girando

Velocidad del motor (n)

Frecuencia del convertidor (f)

Deslizamiento

Si aumenta el par de carga del motor, la velocidad del motordisminuirá tal y como se muestra en el diagrama (arriba,izquierda). Para compensar este deslizamiento, puedemodificarse la curva del par/de la velocidad con el convertidorde frecuencia a fin de aumentar el par con la velocidad anterior.

La función de arranque con girando se utiliza si el motor estáconectado a un volante o a una carga de alta inercia. Si elmotor y el volante están girando y la potencia está conectadaal motor, el convertidor de frecuencia lo alimentará con latensión y la frecuencia exactas. Con la función de arranquecon girando en esta situación, conectar la potencia a un motorsin accionamiento de CA originaría ciertos problemas.


Compensación dedeslizamiento

Arranque congirando


Inmunidad EMC

Armario

Emisiones EMC

Emisiones EMC

Inmunidad EMC

Motor

Suministro

Todos los sistemas de accionamiento deben enfrentarse adiferentes presiones medioambientales, tales como la humedado las perturbaciones eléctricas. El motor de jaula de ardilla esmuy compacto y puede utilizarse en condiciones muy hostiles.El grado de protección IP 54 garantiza su funcionamiento enun entorno pulvígeno y bajo agua de aspersión procedente decualquier dirección.

El convertidor de frecuencia suele disponer de un grado deprotección IP 21, lo cual significa que no se debe entrar encontacto con las partes bajo tensión y que el goteo de aguavertical no resulta perjudicial. Si se requiere un nivel deprotección superior, puede instalar, por ejemplo, unaccionamiento en el interior de un armario que disponga delgrado de protección requerido. En tal caso, es esencialgarantizar que la temperatura interior del armario no excedalos límites permitidos.

Otra característica medioambiental importante es lacompatibilidad electromagnética (EMC). Es muy importanteque un sistema de accionamiento cumpla con las directivasEMC de la Unión Europea. Es decir, el sistema deaccionamiento debe soportar perturbaciones conductivas yradiantes y, además, no debe emitir perturbaciones conductivasni radiantes al suministro eléctrico ni al medio ambiente.

Si desea obtener más información sobre las directivas EMC ysu efecto sobre los accionamientos, consulte la Guía Técnicade ABB Nº 2, la guía EMC.

Característicasmedioambientales


EMC


Motores de AC con y sin accionamientos de AC

Sin accionamiento de AC 97%

Con accionamiento de AC 3%

Además de sus ventajas técnicas, los accionamientos de CAtambién ofrecen numerosas ventajas económicas. En estecapítulo se analizarán dichas ventajas y se dividirán los costesen costes de inversión, instalación y operación.

Capítulo 6 - Coste-beneficio del accionamiento de CA

En la actualidad siguen vendiéndose muchos motores sinaccionamientos de CA de velocidad variable. En este gráficosectorial se muestra cuántos motores con una potencia inferiora los 2,2 kW se venden con convertidores de frecuencia ycuántos sin. Anualmente, sólo un 3% de los motores de estagama de potencia se venden con convertidor de frecuencia,mientras que el el 97% se venden sin accionamiento de CA.

Éste es un dato sorprendente si se tiene en cuenta lo comentadoen esta guía e, incluso más, después de analizar con detalle elcoste de un accionamiento de CA en comparación con losmétodos de control tradicionales. En primer lugar, compararemosla tecnología del accionamiento de CA con la de otros métodosde control.


Coste-beneficio del accionamiento de CA

La tecnología del accionamiento de CA difiere completamentede la tecnología de otros métodos de control más sencillos.La diferencia es comparable a la existente entre un zepelín yun avión moderno.

También podría compararse la tecnología del accionamientode CA con el desarrollo del disquete al CD-ROM. Aunque eldisquete es un método de almacenamiento de informaciónsencillo, sólo puede manejar una pequeña fracción de lainformación que puede tratar un CD-ROM.

Las ventajas de esta innovación son ampliamente conocidas.Del mismo modo, la tecnología del accionamiento de CA sebasa en una tecnología totalmente diferente a la de los primerosmétodos de control. En esta guía se presentan las ventajasdel accionamiento de CA en comparación con otros métodosde control más sencillos.

Diferenciastécnicas entreotros sistemasy elaccionamientode CA


Métodos convencionales Accionamiento de CA


Marcha/Paro Convertidor de frecuencias

Electrónica

Mecánica

A fin de realizar una comparación adecuada de los costes, esnecesario analizar las configuraciones de los diferentesmétodos de control. Hemos tomado como ejemplo el procesode bombeo. En los métodos tradicionales, siempre existe unapieza mecánica y otra eléctrica.

En el caso de la regulación, se necesitan fusibles, contactoresy reactores para el sistema eléctrico y válvulas para elmecánico. En un control Marcha/Paro, se precisan los mismoscomponentes eléctricos además de un depósito con fluidomotor para el sistema mecánico. El accionamiento de CA ofreceuna nueva solución para la que no se requiere un sistemamecánico porque todo el dispositivo de control se halla en elsistema eléctrico.

Otra ventaja en cuanto al coste es el hecho de que, con unaccionamiento de CA, puede utilizarse un motor trifásicoestándar, que resulta más económico que el motor monofásicoutilizado en el resto de métodos de control. Asimismo, puedeseguir utilizándose la corriente monofásica de 220V parapotencias inferiores a los 2,2kW.

No serequierenpiezas decontrolmecánicas



En esta lista se comparan las características de los métodosde control tradicionales con las del accionamiento de CA juntocon su impacto sobre el coste. En los métodos convencionalesexisten componentes mecánicos y eléctricos que, por reglageneral, deben adquirirse de forma independiente. El coste,por tanto, es superior al que representaría si los componentesse compraran de forma conjunta.

Asimismo, las piezas mecánicas sufren un desgaste rápidoque afecta directamente al costes de mantenimiento y, a largoplazo, el mantenimiento representa un coste muy importante.Los métodos tradicionales también disponen de componenteseléctricos y, si existen diferentes clases de componentes enlugar de un solo tipo, los costes de instalación se multiplican,como mínimo, por dos.

Por último, pero no por ello menos importante, los controlesmecánicos consumen una gran cantidad de energía, mientrasque los accionamiento de CA prácticamente ahorran energía.Con ello no sólo se reducen los costes, sino que se minimizael impacto sobre el medio ambiente reduciendo las emisionesde las centrales de energía.

Factores queafectan alcoste


Métodos convencionales: Accionamiento de CA:- piezas eléctricas y - todo en uno

mecánicas- muchas piezas eléctric. - sólo un componente

eléctrico- las piezas eléctricas re- - sin piezas mecánicas,

quieren manten. regular sin desgaste- el control mecánico - ahorra energía

consume energía


Comparación de precios para bombas

US

D

Mecánica

Electrónica

Motor

Regulador por estrangulación (Ind)

Regulador por estrangulación (Dom)

Control Marcha/Paro

Accionamiento de CA

En este gráfico se muestra la estructura de costes y el preciototal de cada método de control de bombeo. La bomba es elúnico elemento que no se agrega a los costes porque su preciopermanece invariable se utilice un accionamiento de CA oválvulas. En el sistema de regulación, existen dos posibilidadessegún si la bomba es de uso industrial o doméstico. En unentorno industrial existen requisitos más estrictos para lasválvulas, lo cual representa un incremento de los costes.

Como puede observarse, el motor utilizado para los métodostradicionales es mucho más costoso que el utilizado para elaccionamiento de CA. Ello se debe a que el motor empleadopara el accionamiento de CA es trifásico y, para los otrosmétodos tradicionales, monofásico.

El accionamiento de CA no requiere piezas mecánicas, con locual se reducen significativamente los costes. Las piezasmecánicas suelen ser menos costosas que el convertidor defrecuencia, pero debe agregarse el coste de las piezaseléctricas al coste total de la inversión.

Si se tienen en cuenta todos los costes, el accionamiento deCA suele ser la inversión más económica en comparacióncon otros métodos de control. Únicamente el sistema deregulación para uso doméstico tiene un coste reducidoequivalente al del accionamiento de CA. No obstante, ello norepresenta el total de los costes, pues además de analizar elcoste de la inversión, es necesario tener en cuenta los costesde instalación y de operación.


Costes deinversión:componentesmecánicos yeléctricos

El motor

El accionamientode CA


Dado que, después del accionamiento de CA, el regulador porestrangulación es la segunda inversión menos costosa,compararemos los costes de instalación y funcionamiento deeste último con los del accionamiento de CA. Tal comomencionamos anteriormente, en el regulador por estrangulaciónexisten componentes eléctricos y mecánicos, por lo cual serequiere el doble de material para la instalación.

La instalación del regulador por estrangulación tambiénrepresenta el doble de trabajo que la del accionamiento de CA.Instalar una válvula mecánica en un tubo no es tan sencillo y,además, el tiempo de instalación aumenta. Para que una válvulamecánica esté lista para usar suelen ser necesarias unas cincohoras, mientras que sólo se precisa una hora para dejar enestado de funcionamiento el accionamiento de CA. Si semultiplica el tiempo por el coste de una hora de trabajo de uninstalador especializado, se obtiene el coste total de lainstalación.

La puesta en marcha de un regulador por estrangulación nosuele precisar más tiempo que el de un sistema deaccionamiento de CA. En ambos casos el tiempo requerido esde una hora. Ahora podemos resumir el total del coste deinstalación. Tal como hemos visto, con el accionamiento de CApuede ahorrar hasta 270 dólares USA por instalación. Por tanto,incluso si los costes de inversión del sistema de regulaciónfueran inferiores al precio de un motor monofásico(aproximadamente 200 dólares USA), el accionamiento de CAse amortizaría incluso antes de ponerlo en marcha un segundo.


Costes deinstalación: elregulador porestrangulaciónfrente alaccionamientode CA

Regulador estrang. Accionamiento CA

Material instalación 20 USD 10 USD

Trabajo instalación 5h x 65 USD = 1h x 65 USD =325 USD 65 USD

Trabajo de puesta 1h x 65 USD = 1h x 65 USD =en marcha 65 USD 65 USD

Total 410 USD 140 USD

Ahorro en la instalación: 270 USD


Un amplio número de estudios y experimentos demuestranque es posible ahorrar un 50% de energía con un accionamientode CA. Esto significa que un sistema de regulación requiere0,7 kW de energía y un accionamiento de CA 0,37 kW. Si seutiliza una bomba 4000 horas al año, el sistema de regulaciónnecesitaría 3000 kWh, mientras que el accionamiento de CAconsumiría 1500 kWh de energía anuales.

Para calcular el ahorro, se multiplica el consumo de energíapor el precio de la energía, que variará según el país. En estecaso hemos utilizado la tarifa de 0,1 dólares USA por kWh.

Tal como se ha mencionado anteriormente, las piezasmecánicas sufren un gran desgaste y por ello requieren unmantenimiento frecuente. Se calcula que los costes demantenimiento del sistema de regulación ascienden a 40dólares USA anuales, mientras que los del accionamiento deCA representarían 5 dólares USA. En muchos casos, unconvertidor de frecuencia no precisa mantenimiento.

Por tanto, el ahorro total en costes operativos ascendería a185 dólares USA, lo cual representa casi la mitad del preciode un convertidor de frecuencias para esta gama de potencia.Ello significa que el período de amortización de un convertidorde frecuencias es de dos años. Por tanto, en lugar del costeanual de mantenimiento de una válvula vieja, quizá sea másrentable cambiar a un sistema de control con accionamientode CA. El período de amortización para la readaptación de unregulador existente es de dos años.


Costesoperativos:mantenimientoy energía delaccionamiento

Regulador Accionam. CApor estrang. ahorro del 50%

Potencia requerida 0.75 kW 0.37 kW

Energía anual 4000 horas/año 3000 kWh 1500 kWh

Coste de energía por 0.1 300 USD 150 USD

USD/kWh

Mantenimiento/año 40 USD 5 USD

Coste total/año 340 USD 155 USD

Ahorro en un año: 185 USD

Comparación de precios para bombasCon costes operativos y de instalación

US

D

Costes operativos

Costes de instalaciónPrecio total


Los costes operativos se indican en los valores actuales (tasa de interés del 10% a diez años)

Accionamiento de CA

Ahorro total en diez años - 1562 dólares USA

En la figura superior se resumen todos los costes. El períodohabitual para el cálculo del coste operativo de una inversiónde esta clase suele ser de 10 años. En este caso, los costesoperativos se han calculado al valor actual con un 10% detasa de interés.

A largo plazo, el coste de un método convencional es el dobleque el de un convertidor de frecuencia. La mayor parte delahorro que representa un accionamiento de CA se debe a loscostes operativos y, en especial, al ahorro de energía, mientrasque en la instalación puede observarse el mayor ahorroindividual. Este ahorro es patente tan pronto como se instalael accionamiento.

Si se tiene en cuenta el ahorro total, es muy difícil comprenderpor qué sólo el 3% de los motores vendidos disponen de unconvertidor de frecuencia. El objetivo de esta guía erapresentarles las ventajas del accionamiento de CA y explicarlas razones por las que en ABB pensamos que este es elmejor método para controlar sus procesos.


Comparacióndel coste total

39Technical Guide No.4- Guide to Variable Speed Drives


AABB 5, 28, 31, 39, 44accionamiento de CA 5, 22, 23, 24,25, 26, 27,28, 29, 30,31, 32, 33, 34, 35, 36,37, 38, 39accionamiento de CC 22, 23, 24accionamiento de cuatro cuadrantes15accionamientos de Velocidad Variable5, 10, 39accionamiento por correa 22acoplamiento hidráulico 22agitadores de margarina 9aire acondicionado 7, 10arranque con girando 27, 30arranque directo en línea 23ascensores 10AVV 5, 6, 7, 8,13, 21, 22, 23, 24Bbarra de CC 12, 13bobinado del motor 12, 13bomba 10, 22, 23, 34, 36, 38Ccarga del motor 30CD-ROM 33centrales eléctricas 7, 20, 35centrífugas 9cintas transportadoras 10coeficiente de eficacia 14compatibilidad electromagnética 31compresores 10condición de bloqueo del motor 29conmutator 22, 24contactores 34contenedores de embarque 10control de derivación 20control de procesos 23, 24, 25, 27control de velocidad variable 11, 19,22, 36control progresivo 13convertidor de CC 22convertidor de frecuencia 11, 12, 14,15, 18, 22, 26, 30, 31, 32, 36, 38, 39corriente 12, 13, 14, 22curvas de capacidad de carga 26Ddeslizamiento 12, 27, 30directivas EMC 31disquete 33dosificación 10Eeficacia del motor 14

Capítulo 7 - Índice

EMC 31energía 8, 11, 12, 13, 20, 23, 24,29, 35, 38, 39energía nuclear 8engranajes 11estator 12extrusoras 9Ffactor de potencia 14fallos de interferencia 27fase del motor 12flujo 12, 13flujo magnético 12, 13frecuencia de accionamiento 29frecuencia de bloqueo 29frenado 15, 21fricción 16fuelles 10, 16función de bloqueo 27, 29función de inversión 27funcionamiento con cortes de lared 27, 29fusibles 34Ggrúa 10, 15, 17Hhorno de secado 8humedad 7HVAC 7Iinducción electromagnética12, 13industria química 7inercia 16, 30influencia electromagnética 8influencia térmica 8interferencia 13, 19inversor 12, 13, 22IP 21 31IP 54 31Llaminadores 9líneas de las serrerías 9Mmantenimiento 2, 23, 24, 35, 38máquina 8, 9, 10, 11, 22, 27máquinas para fabricar papel 9mercado de accionamientos deCA 3, 24motor de CA 11, 12motor de CC 11, 22, 24motor de jaula de ardilla 11, 18, 22,31


Ppar 14, 15, 16, 17, 18, 26, 27,28, 29, 30pérdidas del motor 14perturbaciones eléctricas 31potencia activa 14potencia de entrada 14potencia de salida 14potencia mecánica 8, 14potencia reactiva 14procesos industriales 5, 6,7, 11puerto 17puesta en marcha 37Rrampa en S 28rampa lineal 28reactores 34rectificador 12red 27, 29regla de los tres dedos 12regulación 20, 34, 36, 37, 38Ssala de equipos eléctricos 22sistema de accionamiento11, 14, 18, 27, 31sistema de procesamiento 8software del accionamiento 29suministro de potencia 11suministro eléctrico 14, 25, 31Ttamaño del motor 14temperatura 7, 8, 13, 29, 31tensión 12, 13, 14, 22, 25, 29, 30transistores 14transportar 10transporte de material 6tratamiento de material 6, 8, 9trituradora 16Vválvulas 22, 34, 36, 37, 38velocidad crítica 28velocidad de referencia 28velocidad nominal 14ventiladores 7, 8, 10, 16vibraciones mecánicas 4, 27, 28volante 30Zzepelín 33

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ES 1

0.2.

2000

ABB Sistemas Industriales, S.A.División AccionamientosPolígono Industrial Suroeste, s/n08192 Sant Quirze del VallèsBarcelonaTel: 93 728 87 00Fax: 93 728 87 43Internet: http://www.abb.com/es

Guía de Accionamientos de Velocidad Variable

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