Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
¿Te has preguntado alguna vez por los motores de tus aparatos? Algunos tienen una velocidad, otros pueden cambiar de velocidad. Este artículo le informará sobre los motores eléctricos de velocidad fija y de velocidad variable, específicamente para cosas como su compresor de aire. Exploraremos la diferencia entre un motor de velocidad fija y un motor de velocidad variable. Descubrirá cómo funcionan, especialmente en un sistema de compresor de velocidad variable, y qué papel desempeña un VSD (accionamiento de velocidad variable). Elegir el motor adecuado puede ahorrarle energía y dinero. Si utiliza cualquier tipo de motor o está pensando en adquirir dispositivos nuevos, ¡esto es para usted! Reconocer esta distinción es esencial, especialmente cuando hablamos de un VSD en una configuración de compresor de velocidad variable.
Un motor de velocidad fija es prácticamente lo que parece. En cuanto lo enciendes, funciona a una velocidad constante. Piense en un tocadiscos antiguo: gira a 33 o 45 RPM, pero muy poco entre medias. Estos motores eléctricos utilizan energía eléctrica directa, frecuentemente corriente alterna, para arrancar y mantienen esa velocidad sin importar si la tarea es difícil o sencilla. El diseño es generalmente simple, típicamente un tipo de motor de inducción. Esto sugiere menos piezas que puedan romperse, lo que en ocasiones puede sugerir un menor coste inicial y una reparación mucho más fácil.
Los motores de velocidad fija son fantásticos para aplicaciones que requieren una velocidad de movimiento constante. Por ejemplo, una cinta transportadora básica que sólo requiere mover puntos de A a B a un ritmo constante podría utilizar un motor de velocidad fija. La velocidad del motor no varía. Su tarea principal es suministrar un par constante para una carga previsible. Están hechos para funcionar a su máxima velocidad de forma eficiente.
La sencillez de un motor de velocidad fija es su robustez para tareas seguras. No necesita intrincados sistemas de gestión. Se pulsa un botón y funciona. Cuando arranca, puede haber una corriente de arranque cuando el motor alcanza su velocidad máxima. Esto es algo que hay que tener en cuenta en su disposición operativa. Si la carga baja de repente, el motor sigue funcionando a su velocidad fija, lo que puede no ser el uso más fiable de la energía.
En la actualidad, podemos hablar de su pariente aún más adaptable: el motor de velocidad variable. Como su nombre indica, este motor puede modificar su velocidad. No necesita funcionar a una velocidad constante. En su lugar, puede ajustar su velocidad en función de las exigencias de la aplicación. Aquí es donde las cosas se ponen interesantes porque puede mejorar exactamente el funcionamiento de su equipo. Muchos motores modernos utilizan esta tecnología.
Estos motores eléctricos de velocidad variable suelen llevar un controlador especial, del que hablaremos a continuación, llamado variador de velocidad o VSD. Este variador ayuda al motor a acelerar o frenar. Piense en ello como si fuera el pedal del acelerador de su coche o camión: puede ir más rápido o más despacio en función de cómo esté la carretera. Esta capacidad de variar su velocidad hace que el motor sea mucho más versátil. Por ejemplo, una bomba puede tener que mover una gran cantidad de agua en algunos casos, y sólo un poco en otros. Un motor de velocidad variable es ideal para ello.
El diseño de los motores de velocidad variable puede ser mucho más complejo que el de los de velocidad fija. Pueden incluir distintos tipos de tecnología moderna de motores, como innovadores motores de CC o tipos de motores de inducción especialmente diseñados que funcionan bien con un VSD. La principal ventaja es la adaptabilidad y la posibilidad de mejorar la eficiencia, especialmente cuando la carga cambia mucho. Esto implica que la velocidad del motor puede adaptarse con precisión a la tarea.
¿Cómo cambia realmente su velocidad un motor de velocidad variable? En la mayoría de los casos, gracias a un brillante componente electrónico llamado variador de velocidad (VSD). También se le puede llamar variador de frecuencia (VFD), ya que suele funcionar transformando la frecuencia variable de la energía eléctrica que llega al motor.
Un VSD toma la corriente alterna entrante (que tiene una regularidad determinada, como 60 Hz en EE.UU.) y la convierte. Inicialmente la transforma en corriente continua, y después desarrolla una nueva señal de corriente alterna en la que puede controlar la tensión y la frecuencia. Al alterar la regularidad, el VSD puede modificar la velocidad del motor. Es un procedimiento genial que proporciona un control de velocidad realmente preciso. Esto significa que el motor puede funcionar prácticamente a cualquier velocidad dentro de su rango, no sólo a una o dos velocidades fijas.
Este control indica al motor que sólo utilice la potencia que necesita. Si el compresor o el seguidor requieren que disminuya, el VSD indica al motor que haga uso de mucha menos potencia eléctrica. Esto puede reducir sustancialmente el consumo de energía. Asimismo, un VSD puede ayudar a proteger el motor proporcionándole un arranque más suave, en lugar de la brusca subida de tensión que se obtiene con algunos motores eléctricos de velocidad fija. También puede ayudar a detener las condiciones de sobrecarga y minimizar el desgaste del motor y los dispositivos conectados.
Se podría suponer que la velocidad variable es siempre mejor. Pero no es cierto. Hay ocasiones en las que un compresor o motor de velocidad fija es la elección adecuada para su aplicación. Si sus necesidades de aire comprimido, o lo que sea que impulse el motor, son constantes y predecibles, un motor de velocidad fija puede ser realmente fiable. Por ejemplo, si un equipo de su proceso funciona 24/7 y necesita constantemente la misma cantidad de potencia o caudal de aire, un servicio de velocidad fija puede ser más sencillo y suele tener un precio inicial reducido.
Un cliente que tenía una demanda de aire comprimido muy estable para un determinado proceso de producción. Examinamos las dos alternativas, y un compresor de velocidad fija era la opción más rentable para ellos. Como su carga no variaba mucho, el ahorro energético de un variador de velocidad no habría justificado el mayor precio inicial. Estos compresores de velocidad fija suelen ser muy fiables debido a que su estilo es menos simple, con menos componentes electrónicos como un VSD que potencialmente podrían necesitar reparaciones.
Por tanto, si los requisitos de su aplicación apuntan a una salida regular, un motor de velocidad fija puede ser un caballo de batalla. Funcionará a una velocidad constante y proporcionará la potencia necesaria sin problemas. El secreto es que la carga debe ser estable. Si la carga es siempre alta y coincide con el factor de funcionamiento óptimo del motor, un motor de velocidad fija puede ser bastante fiable para ese trabajo específico.
La razón principal por la que mucha gente elige un compresor de velocidad variable o motores de velocidad variable en general es el ahorro de energía. Y permítame decirle que este ahorro puede ser significativo. Si su necesidad de aire comprimido (o de lo que alimente el motor) fluctúa, un variador de velocidad (VSD) permite al motor ajustar su velocidad adecuadamente. De este modo, el motor no funcionará a toda velocidad (ni consumirá toda la energía) cuando no sea necesario. Aquí es donde se nota una gran diferencia en la factura de la luz.
Piense en los compresores de aire. En muchas tiendas y fábricas, hay una demanda de cambios de aire durante todo el día. A veces se necesita mucho, a menudo muy poco. Un compresor de velocidad fija funcionaría a plena potencia y luego se descargaría, o se apagaría y encendería mucho, lo que puede resultar ineficaz y provocar desgaste. Un compresor de velocidad variable con un VSD ralentizará el motor cuando las necesidades sean reducidas y lo acelerará cuando la demanda sea alta. Esta adaptación de la velocidad a la carga es lo que mejora la eficiencia y reduce significativamente el consumo de energía. También puede ayudar a mantener una presión más constante en el sistema de aire.
La tecnología VSD es realmente competente a la hora de garantizar que el motor eléctrico sólo realice el trabajo necesario. Esto no sólo ahorra energía, sino que también puede disminuir la tensión mecánica y la ansiedad en las piezas del compresor, lo que puede resultar en un menor mantenimiento requerido gradualmente.
Además del ahorro de energía, los motores de velocidad variable (normalmente controlados por un VSD o VFD) ofrecen otras ventajas vitales. Una gran ventaja es un mejor control del proceso. Al poder reajustar con exactitud la velocidad del motor, es posible ajustar con precisión la aplicación. Piense en un ventilador que requiere una presión de aire determinada, o en una bomba que requiere una velocidad de circulación específica. La velocidad variable hace que esto sea mucho menos complicado de conseguir y automatizar.
Una ventaja más es la reducción de la ansiedad mecánica en sus dispositivos. Un VSD puede proporcionar un "arranque suave", lo que implica que el motor aumenta su velocidad lentamente en lugar de arrancar a toda velocidad. Este arranque suave reduce el desgaste de las correas, los engranajes y el propio bobinado del motor. Asimismo, puede ayudar a proteger el motor de una condición de sobrecarga y evitar que el motor intente atraer una corriente eléctrica excesiva, lo que puede hacer que se sobrecaliente. Esto puede prolongar la vida útil del motor y de otras piezas del sistema.
Además, los motores eléctricos de velocidad variable suelen ser más silenciosos. Cuando el motor no va a toda velocidad todo el tiempo, generalmente hace menos ruido. Esto puede ser una gran ventaja para la comodidad de los empleados. La adaptabilidad que proporcionan implica además que un dispositivo puede ser adecuado para una gama más amplia de trabajos, ya que se puede variar su resultado. La capacidad de control de la velocidad global ayuda a impulsar todo el procedimiento.
Por supuesto. Aunque la innovación en velocidad variable es asombrosa, los motores de velocidad fija siguen teniendo su lugar y aportan sus propias ventajas en determinadas situaciones. La ventaja más obvia suele ser el coste inicial. Un motor de velocidad fija y su sistema de control más sencillo suelen ser menos costosos de adquirir que los motores de velocidad variable y las unidades VSD o VFD que requieren. Para una aplicación sencilla con una carga constante, este menor coste inicial puede resultar muy atractivo.
El mantenimiento de un motor de velocidad fija suele ser más sencillo. Debido a que el estilo es mucho menos complejo - no hay electrónica de accionamiento sofisticada - hay menos cosas que podrían necesitar una reparación especializada. Si usted tiene personal que está acostumbrado a dar servicio a un motor de inducción típico, es probable que se sientan cómodos con un sistema de velocidad fija. Estos motores son conocidos por su fiabilidad cuando se utilizan en la aplicación correcta.
Si las necesidades de su aplicación son extremadamente seguras, lo que implica que el motor funcionará a una velocidad constante cercana a su carga máxima gran parte del tiempo, un motor de velocidad fija puede ser igual de fiable, e incluso más, que un motor de velocidad variable que funcione frecuentemente a máxima velocidad. El secreto está en que la carga debe ser constante y predecible. Para algunas tareas comerciales en las que el proceso nunca cambia, una opción de velocidad fija es una opción totalmente fiable y rentable.
La naturaleza de la carga es probablemente la consideración más importante a la hora de decidir entre un motor de velocidad fija y uno de velocidad variable. ¿Esta carga es la misma todo el día o varía mucho? La respuesta a esta pregunta le orientará en la dirección adecuada. De este modo, identificará las necesidades de velocidad.
Si su aplicación tiene una carga constante -lo que significa que el motor funciona a una velocidad constante prácticamente todo el tiempo-, un motor de velocidad fija suele ser una buena elección a un precio asequible. Está desarrollado para funcionar correctamente a su velocidad nominal y con su carga. No hay ninguna ventaja real en incluir la complejidad y el coste de un VSD si la velocidad no requiere que cambie. El motor ofrece regularmente el par necesario.
Sin embargo, si la carga de su motor se modifica de forma regular o sustancial, es entonces cuando la velocidad variable brilla con luz propia. Piense en un ventilador de calefacción, ventilación y aire acondicionado o en un compresor cuya demanda varía. Un motor de velocidad fija funcionaría de forma ineficaz con una carga reducida o se encendería y apagaría continuamente, lo que supone un derroche de energía y puede sobrecargar el equipo. Un motor de velocidad variable con un VSD puede cambiar su velocidad para adaptarse específicamente a la carga, ahorrando energía y proporcionando un control mucho mejor. Esta capacidad de variar la velocidad en función de las necesidades es fundamental para la eficiencia.
Sí, ciertamente se pueden incorporar motores de velocidad fija y variable en un sistema más grande, y a veces es el enfoque de estilo más inteligente. Lo he visto en numerosas instalaciones industriales, sobre todo con compresores de aire. Es posible tener un compresor de "carga base" que es un dispositivo de velocidad fija, desarrollado para hacer frente a la demanda de aire mínima y constante de manera extremadamente eficiente.
Luego, para ocuparse de las alturas y variantes populares sobre esa carga base, se incluiría sin duda un compresor de velocidad variable (uno con un VSD). Esta unidad de velocidad variable, probablemente un compresor de velocidad variable diseñado específicamente para esto, recortaría el suministro, acelerando o ralentizando su motor para adaptarse perfectamente al componente fluctuante de la demanda de aire comprimido. Esta combinación puede ofrecer un buen equilibrio entre coste inicial, eficiencia energética e integridad.
Este tipo de sistema híbrido permite que cada tipo de motor haga lo que hace idealmente. El motor de velocidad fija proporciona una potencia fiable y eficiente para la parte regular de la carga, mientras que el motor de velocidad variable aporta la versatilidad y el ahorro de energía para la parte variable. Se trata de seleccionar el dispositivo ideal para cada componente de la tarea con el fin de optimizar el rendimiento global del sistema. Esto incluye con frecuencia controlar la válvula de entrada y el caudal total de aire con mayor precisión.
El futuro del control de la velocidad de los motores, especialmente aquí en EE.UU., se inclina cada vez más hacia las soluciones de velocidad variable, sobre todo con la tecnología VSD (accionamiento de velocidad variable) y VFD (accionamiento de frecuencia variable). Promueven un mayor rendimiento energético como motorista sustancial. A medida que aumentan los costes energéticos y crecen los problemas ecológicos, todo lo que pueda reducir el consumo de electricidad despierta un gran interés. Los motores de velocidad variable son una parte vital de ello.
Estamos viendo muchos más avances en el diseño de los VSD: son cada vez más pequeños, más inteligentes y mucho más eficientes. Muchos cuentan ahora con diagnósticos integrados y pueden conectarse a sistemas de control de fábrica para automatizar y optimizar aún más los procesos. Esto supone un mejor control de la velocidad, más información para el mantenimiento y una integración mucho más sencilla en los sistemas comerciales. La capacidad de gestionar con precisión la velocidad del motor no sólo ahorra energía, sino que también puede mejorar la calidad del producto y reducir los residuos en numerosas aplicaciones.
Preveo que veremos cómo la tecnología de velocidad variable acaba siendo estándar en muchos más tipos de equipos, no sólo en enormes compresores o bombas de aire. También los motores eléctricos más pequeños aprovechan esta ventaja. Además, la diferencia de coste inicial entre las opciones de velocidad fija y variable se está reduciendo, lo que hace que el sobrecoste de la tecnología VSD sea más fácil de compensar con el ahorro energético a largo plazo. Es un momento increíble para la tecnología de motores, y la capacidad de gestionar cuidadosamente el movimiento y la velocidad es fundamental para esa progresión.
Para agilizar su proyecto, puede etiquetar las pilas de laminación con detalles como tolerancia, material, acabado superficial, si se requiere o no aislamiento oxidado, cantidady mucho más.
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