¿Alguna vez te has preguntado cómo se controla la velocidad de los motores eléctricos en maquinarias industriales o sistemas de ventilación? Los variadores de frecuencia (VFD, por sus siglas en inglés) son la respuesta a esta interrogante. En este artículo descubrirás las fascinantes aplicaciones de esta tecnología que ha revolucionado la manera en que operan diversas industrias.
Este artículo describe las aplicaciones de los variadores de frecuencia (VFD). Un variador de frecuencia (VFD) o inversor es un controlador para motores eléctricos comúnmente utilizado en sistemas de accionamiento electromecánicos. Su función principal es regular la velocidad y el par del motor de inducción, variando la frecuencia de entrada del motor y controlando los cambios de tensión o corriente correspondientes según la topología.
Los variadores de frecuencia se utilizan ampliamente y sus aplicaciones comunes son bien conocidas y fáciles de implementar en el sitio. Pero, el diseño de aplicaciones específicas que resuelvan problemas específicos ya no es tan simple.
El uso de un VFD para una aplicación específica no es un misterio cuando entendemos los requisitos de carga.
En industrias donde los variadores de frecuencia industriales son especialmente importantes, a continuación se presentan algunas aplicaciones de un variador de frecuencia industrial.
- Control de procesos (regulación de presión y caudal)
- Ascensores y montacargas
- Motores y convertidores para cabrestantes
- Bombeo
- Compresores, sopladores y presurizadores
- Grúas
- Torres de enfriamiento
- Reducción de atmósferas potencialmente explosivas
Los VFD son excelentes dispositivos de ahorro de energía y ofrecen buenos rendimientos de la inversión. Los VFD se utilizan hoy en día en todas las industrias debido a la facilidad del control de procesos y al ahorro de energía.
Aplicaciones de variadores de frecuencia en industrias
Los VFD se utilizan ampliamente en las siguientes industrias.
| Industria/Aplicación | Industria textil | Industria Papelera | Industria de la madera | Industria de Alimentos y Bebidas | Industria automotriz | Industria química | Industria metalúrgica |
| Devanador | Comederos | Sierras | transportadores | transportadores | Bombas centrífugas | inyectores | |
| Máquinas Texturizadoras | carpetas | Transportadores de materiales | Agitadores | Túneles de viento | trituradoras | Máquinas de soldadura por costura | |
| telar de tejedor | Máquina de ensamblaje | Transportadores de horno | Máquinas de masa | Equipo de desbarbado | Transportadores dosificadores | Tratamiento de acabado de metales | |
| Tejedores | Imprenta | Arandelas | Mezcladores | Muelas | Máquinas de embalaje | Máquinas de recubrimiento de plástico | |
| Marcos prensatelas | Bombas de tinta | Muelas | trituradoras | Aficionados | Agitadores | Máquinas de prensa y corte | |
| Máquinas de cardado | Máquinas de corte | Transferencia de coches | Bombas de tornillo | ventilación | Manejo de Contenedores | Máquinas laminadoras de acero | |
| Envolturas de vigas | Máquinas de embalaje | Chip transportadores |
Transportadores para Túneles de Congelación | Zapatillas | Mezcladores | Máquinas trefiladoras | |
| transportadores | Bombas de pegamento | Zapatillas | Aficionados | Polipastos | Granuladores | Aficionados | |
| Arandelas | Máquinas de desbobinado | Aficionados | Proceso de corte | Posicionamiento de piezas | Bombas dosificadoras y dosificadoras | Zapatillas | |
| Twister y Duplicador | Máquinas de corte | ventilación | Envase Zapatillas |
Tijeras | Aficionados | transportadores | |
| extrusor | transportadores | Etiquetado | soldadores | trituradoras | |||
| Mezcladores | Máquinas de recubrimiento | Máquinas Tapadoras | prensadores | ||||
| Bombas de engranajes | Rodillos enrolladores/desbobinadores | Máquinas de Llenado | Comederos | ||||
| Secadoras | Secadoras | Mandrinadoras / Cortadoras | |||||
| Transportistas | Bombas centrífugas | Líneas de transferencia | |||||
| planchadora | trituradoras | Cambiadores de herramientas | |||||
| Limpieza en seco | |||||||
| Lavadoras | |||||||
| Máquinas de corte | |||||||
| Bombas de tornillo | |||||||
| Máquinas de manipulación de bolsas | |||||||
| raspadores | |||||||
| Máquinas de impresión | |||||||
| Máquinas de flocado | |||||||
| Máquinas de coser | |||||||
| Máquinas de recolección |
Ahora, discutiremos las principales aplicaciones de los VFD.
Aplicaciones de variadores de frecuencia industriales
Control de procesos (Presión, regulación de caudal)
También existe la posibilidad de mejorar el control en muchas industrias de procesos mediante el uso de combinaciones de VFD/bomba. El algoritmo PID en los variadores de frecuencia elimina el uso de PLC y puede controlar la presión del proceso y la regulación del flujo como se hace con una válvula de control. El control de flujo se puede lograr mediante el control de velocidad del motor de inducción, y el ahorro de energía es un beneficio adicional.
Ascensores y montacargas
El nivel de seguridad que exigen los ascensores hace casi obligatoria la instalación de un variador de frecuencia industrial. La velocidad del motor del ascensor se puede controlar con precisión y el motor funciona más suavemente con VFD.
Los problemas de sacudidas debido a una aceleración o desaceleración excesiva casi se eliminan con el uso de VFD, y todo el mecanismo se vuelve silencioso y amortiguado.
Los arranques y paradas del ascensor son más frecuentes y experimenta estrés al arrancar si se opera en DOL. El VFD reduce la tensión en el motor al arrancar y, por lo tanto, los VFD se utilizan en aplicaciones de ascensores.
Motores y convertidores para cabrestantes
La industria marina necesita VFD. Estas unidades son específicas. Algunos programas de control directo de par (DTC) ofrecen la ventaja de eliminar los codificadores de motor o las celdas de carga necesarios. Es así como se obtiene otro beneficio: se reducen los componentes de estos y se ahorra mantenimiento. Los convertidores, además de trabajar con cabrestantes, también funcionan con anclas, amarres, remolques y rampas de compuerta.
Bombeo
A través de un VFD, al arrancar una bomba, inicialmente aplica un voltaje bajo a baja frecuencia al motor, evitando así altas corrientes de irrupción. Luego, el VFD aumenta el voltaje y la frecuencia aplicados a una velocidad controlada para acelerar la carga sin consumir demasiada corriente. Este método de arranque permite que una bomba desarrolle un par nominal mientras extrae corrientes nominales.
Las industrias de agua, petróleo y gas utilizan ampliamente VFD para aplicaciones de bombeo. En los procesos de extracción se utilizan motores de alta potencia y el funcionamiento debe ser suave y óptimo.
Compresores, sopladores y presurizadores
Los compresores realizan diversas funciones, desde accionar herramientas neumáticas en líneas de montaje hasta refrigeración y aire acondicionado. La principal aplicación de los convertidores en estos aparatos es reducir su mantenimiento y, lo más importante, se utiliza para un enorme ahorro energético.
La optimización del rendimiento del compresor y del motor puede reducir la tensión en los componentes mecánicos y eléctricos del sistema del compresor, reduciendo así el desgaste para evitar fallas.
Grúas
Para negocios que dependen del manejo y movimiento de materiales, es necesario tener control de precisión, confiabilidad, rapidez y seguridad. Con un variador de frecuencia industrial y un sistema PLC, se logra.
El variador de frecuencia se usa ampliamente en el control de grúas para operaciones óptimas. Muchas funciones especiales están disponibles. Tiene una amplia gama de ventajas, incluida la reducción del balanceo de la carga y un control más preciso del movimiento, etc.
Torres de enfriamiento
Para torres de enfriamiento, un motor de transmisión directa y un convertidor de velocidad son útiles para mantener una presión y temperatura constantes del agua. Para enfriar una corriente de agua de caldera por vaporización parcial mediante el intercambio de calor latente de aire seco y frío que circula por una torre de enfriamiento.
Así, en la refrigeración industrial se pueden sustituir el eje de transmisión, la caja de cambios y el motor de inducción. El hecho de tener menos piezas es, de nuevo, una ventaja para el mantenimiento del sistema. Los riesgos también se minimizan.
Reducción de atmósferas potencialmente explosivas
Las atmósferas explosivas se forman por la mezcla de vapores, gases, partículas o polvo explosivos con el aire. Dependiendo de la sustancia, se tardará más o menos en crearla. Algunos elementos parecen inocuos pero que en grandes cantidades pueden suponer un problema de salud y convertir una zona en una zona peligrosa.
Se deben tomar ciertas consideraciones al momento de elegir el variador de frecuencia industrial así como el motor en el cual será acoplado para maximizar su seguridad. Por ejemplo, el aislamiento.
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