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.
En concreto, la diferencia entre un motor inverter y un motor estándar. Puede parecer un pequeño detalle, pero créame, elegir el motor equivocado para sus exigencias puede causarle grandes problemas. Puede que acabe con un motor que no dure o que no haga bien su trabajo. Este artículo le ayudará a entender estos dos tipos de motores. Si desea que su motor funcione bien y ahorrar dinero, ¡siga leyendo!
Un motor estándar, a menudo llamado motor de uso general, es el tipo de motor que se ve en muchas cosas cotidianas. Piense en ventiladores, bombas o equipos sencillos que sólo necesitan encenderse y funcionar a una velocidad estable. Este tipo de motor suele ser un motor de inducción, normalmente con rotor de jaula de ardilla. Estos motores eléctricos están hechos para funcionar con corriente alterna limpia, como la que sale directamente del enchufe de la pared.
Los motores estándar suelen esperar un flujo suave y uniforme de energía eléctrica, normalmente una onda sinusoidal a 60 Hz (es decir, 60 veces por segundo en Norteamérica). En estas condiciones cumplen bien su cometido. El motor recibe la potencia que necesita y funciona sin problemas. Un motor típico se construye para un ciclo de trabajo específico, es decir, con qué frecuencia funciona y descansa. Si intentas que este tipo de motor haga excesos, como ajustar las velocidades constantemente, puede que no esté contento.
Estos motores no suelen tener componentes especiales para soportar potencias elevadas. Su sistema de aislamiento es bueno para un uso normal, pero no para las duras condiciones que puede imponer un inversor. Un motor estándar es un caballo de batalla para trabajos básicos. Durante muchos años, fue el tipo de motor más utilizado para casi todo. El motor es simple y termina el trabajo cuando los requisitos son fundamentales.
Hablemos ahora de un motor de servicio inversor. También se le puede llamar motor de servicio inversor o motor con clasificación inversor. La principal diferencia es que los motores de servicio inversor están diseñados específicamente para funcionar con un inversor, también conocido como variador de frecuencia (o VFD). Esto es importante porque un inversor modifica la potencia que va al motor para que pueda funcionar a diferentes velocidades. Esto es excelente para tareas de velocidad variable.
Un motor inverter tiene características especiales. Generalmente tiene un mejor sistema de aislamiento. Este aislamiento especial del motor puede soportar las tensiones eléctricas y los picos de tensión que puede producir un inversor. Considérelo como llevar un impermeable mucho mejor en una tormenta. Este motor también está diseñado para funcionar más frío, especialmente a velocidades reducidas. Un motor estándar podría sobrecalentarse si intenta hacerlo funcionar demasiado despacio con un inversor, porque su ventilador de refrigeración, acoplado al eje del motor, también se ralentiza.
Este tipo de motor ofrece una gama de velocidades más amplia que un motor estándar. Por lo general, puede proporcionar un par continuo (es decir, potencia de giro) incluso cuando la velocidad del motor cambia mucho. Algunos motores inverter pueden incluso proporcionar un par nominal completo a velocidad cero. Esto significa que el motor tiene una potencia de retención sólida incluso cuando no gira. El motor está fabricado para soportar el tipo especial de potencia que suministra un inversor.
Un inversor altera la potencia de formas para las que no está diseñado un motor estándar. Un motor estándar espera una potencia suave, pero un inversor crea una forma de onda eléctrica más compleja para gestionar la velocidad del motor.
Este tipo de potencia puede ser dura para un motor. El aislamiento de un motor estándar puede romperse más rápidamente debido a los picos de tensión del inversor. Esto puede hacer que el motor falle antes de lo esperado. Además, un motor estándar podría sobrecalentarse cuando funciona a velocidades reducidas con un inversor. Su ventilador suele estar unido al eje del motor, por lo que cuando el motor se ralentiza, el ventilador también se ralentiza, y no puede enfriar el motor lo suficiente.
Utilizar un motor no diseñado para un inversor también puede provocar otros problemas, como un desgaste ruidoso de los cojinetes. El motor estaría sometido a una tensión para la que nunca fue diseñado. Por lo tanto, aunque pueda hacer que un motor estándar funcione con un inversor temporalmente, no suele ser una idea excelente para un uso fiable a largo plazo. El motor debe estar preparado para lo que el inversor le mande.
Un inversor, o VFD (acrónimo de Variador de Frecuencia), es una caja electrónica bastante creativa. Su función principal es regular la velocidad de un motor. Para ello, cambia la frecuencia de la corriente alterna que llega al motor. Por ejemplo, en Norteamérica, la corriente estándar es de 60 Hz. Un inversor puede transformarla a 30 Hz para que el motor funcione a media velocidad, o a 90 Hz para que funcione mucho más rápido.
Sin embargo, aquí hay un punto clave: el inversor no produce una onda sinusoidal perfecta y suave de potencia como la que se obtiene de la pared. En su lugar, la mayoría de los variadores de frecuencia modernos utilizan algo llamado modulación por anchura de impulsos o PWM (Pulse Width Modulation). Esto significa que el variador envía impulsos muy rápidos de tensión al motor. Estos impulsos proporcionan al motor una tensión y una frecuencia medias que lo hacen funcionar a la velocidad deseada. Esta señal PWM es lo que permite un control preciso de la velocidad.
Aunque el PWM es excelente para gestionar la velocidad, esos pulsos rápidos pueden producir picos de tensión. Estos picos de tensión pueden ser muy superiores a la tensión normal que prevé el motor. Esta es una de las principales razones por las que un motor con inversor requiere un mejor aislamiento. El inversor ayuda al motor a hacer más, pero el motor tiene que ser lo suficientemente fuerte para la potencia única del inversor. La salida de frecuencia variable del inversor es vital para este procedimiento de velocidad variable.
Entonces, ¿cuándo debería utilizar un motor con inversor? La respuesta sencilla es: siempre que tenga previsto utilizar un variador de frecuencia o un inversor para algo más que un uso muy ocasional y ligero. Si los requisitos de su aplicación incluyen el cambio habitual de la velocidad del motor o el funcionamiento del motor a velocidades reducidas durante periodos muy prolongados, un motor con convertidor de frecuencia suele ser el motor adecuado.
Piense en trabajos como una cinta transportadora que necesita acelerar o ralentizar, o una bomba que necesita ajustar su caudal. Estos son ejemplos ideales en los que brilla un motor inverter. Además, para aplicaciones que requieren un par constante en una amplia gama de velocidades, este tipo de motor es imprescindible. Un motor estándar puede perder par a bajas velocidades cuando funciona con un inversor. Este motor proporciona un par constante.
Si necesita un control preciso de la velocidad o un alto rendimiento dinámico (es decir, que el motor pueda cambiar de velocidad rápida y adecuadamente), lo mejor es utilizar un motor con inversor, a menudo combinado con un encóder para la realimentación. Un encóder informa al variador de la velocidad específica del rotor y de la posición. Para aplicaciones de par constante, como mezcladoras o extrusoras, un motor con inversor se construye para ocuparse de los lotes. Cuando un motor se somete a grandes esfuerzos al funcionar con un inversor, es éste.
Alguien intenta ahorrar un poco de dinero utilizando un motor estándar con un inversor cuando realmente no debería hacerlo. ¿Qué puede salir mal? Pues muchas cosas. En primer lugar, el motor puede sobrecalentarse. El ventilador de refrigeración de un motor estándar se ralentiza con el motor. A bajas velocidades, el motor no recibe suficiente refrigeración y puede calentarse mucho. Este calor daña el aislamiento y los cojinetes.
Los picos de tensión de la salida PWM del inversor pueden atacar el sistema de aislamiento del motor. El aislamiento de un motor estándar no suele estar diseñado para soportar los picos de tensión más altos. Con el tiempo, el aislamiento puede romperse y provocar un cortocircuito y la muerte del motor. Esta es una de las formas más comunes en que un motor estándar falla cuando se utiliza con un inversor.
Además, podría oír ruidos extraños procedentes del motor, o ver corrientes en el eje del motor que causan problemas en el sistema de cojinetes. El motor podría no ser capaz de proporcionar el par adecuado, especialmente a bajas velocidades, por lo que no puede conseguir que la carga alcance la velocidad o mantenerla en movimiento. En otras palabras, utilizar un motor estándar donde se necesita un motor inverter puede provocar fallos prematuros del motor, pérdida de tiempo de producción y más gastos en el futuro. El motor simplemente no está hecho para ese tipo de trabajo.
La elección entre un motor estándar o un motor inverter se reduce a conocer sus necesidades. La primera pregunta es: ¿regulará este motor un inversor o un variador de frecuencia? Si la respuesta es afirmativa, un motor con convertidor suele ser la opción más segura y mejor para el motor y el sistema de accionamiento.
A continuación, piense en los requisitos de la aplicación. ¿Cuál es el rango de velocidad requerido? ¿El motor funcionará a bajas velocidades durante largos periodos? ¿Necesita crear un par constante en toda su gama de velocidades? ¿Cuál es el ciclo de trabajo del motor? Responder a estas preguntas ayuda a determinar qué motor es el más adecuado. Compruebe los datos de la placa de características de su motor actual si va a sustituir uno, pero tenga en cuenta también si la aplicación ha cambiado.
Si necesita una velocidad precisa, un funcionamiento a velocidad variable, o si el motor forma parte de un sistema que requiere un alto rendimiento dinámico, debe inclinarse por un motor con inversor. Si el motor sólo necesita activarse y funcionar a una velocidad única y estable alimentado directamente por corriente alterna (como un ventilador sencillo), entonces un motor estándar o un motor de uso general probablemente hará el trabajo a la perfección. Consultar con un experto en motores también puede ayudarle a encontrar el motor adecuado para sus necesidades.
¿Se puede utilizar alguna vez un inversor con un motor estándar? Ocasionalmente, sí, aunque con grandes "si" y "peros". Si un motor estándar sólo funciona con un inversor en un rango de velocidades muy limitado, por ejemplo, no muy por debajo de su velocidad normal de 60 Hz, y no durante periodos muy largos a esas velocidades reducidas, podría estar bien. Además, si el motor está sobredimensionado para la carga, podría gestionar la tensión añadida mucho mejor.
Algunas personas añaden filtros especiales entre el inversor y el motor estándar para suprimir los picos de tensión. Esto puede ayudar a asegurar el aislamiento del motor. También hay reactores de línea que pueden ayudar. Sin embargo, estos añaden gastos y complejidad. También hay que tener mucho cuidado con el sobrecalentamiento del motor. Un motor totalmente cerrado y refrigerado por ventilador (TEFC) de diseño estándar lo pasará mal a velocidades reducidas.
Sin embargo, le doy un consejo sincero: si va a utilizar un variador de frecuencia con regularidad para controlar la velocidad variable, lo mejor suele ser adquirir un motor para variadores de frecuencia. Intentar hacer funcionar un motor estándar para el que no ha sido diseñado suele traer problemas más adelante. La tranquilidad y la fiabilidad que se obtienen al utilizar el motor adecuado para el trabajo, como un motor con inversor, suelen compensar el coste inicial adicional. Hay que pensar muy bien si se va a utilizar un motor estándar con un inversor.
Desde fuera, un motor estándar y un motor inverter pueden parecer bastante similares. Sin embargo, por dentro, hay diferencias cruciales, sobre todo en la aislamiento del motor y diseños de refrigeración del motor. Estas modificaciones hacen que el motor de servicio del inversor sea mucho más resistente cuando colabora con un inversor.
La diferencia más significativa es el sistema de aislamiento. Los motores Inverter utilizan un sistema de aislamiento mejorado. Los cables de los bobinados del motor tienen un aislamiento más grueso y resistente. Esto ayuda al motor a resistir los picos de tensión más elevados que pueden originarse en la salida PWM de un variador de frecuencia. El aislamiento de un motor estándar suele ser adecuado para la potencia de onda sinusoidal suave, pero no para la potencia no sinusoidal de un variador. Este mejor aislamiento evita averías prematuras.
Los motores inverter también suelen tener una mejor refrigeración. Algunos están diseñados para funcionar normalmente más fríos. Otros pueden tener ventiladores especiales que proporcionan una buena refrigeración incluso a bajas velocidades, o pueden estar diseñados para un ventilador de refrigeración independiente de velocidad constante (un soplador). También suelen tener sistemas de rodamientos más robustos, en algunos casos con rodamientos aislados para evitar daños eléctricos (por corrientes en el eje). Además, el diseño del rotor de algunos motores inverter puede estar optimizado para la eficiencia a velocidad variable. La construcción general del motor está adaptada a las exigencias del funcionamiento con inversor.
Sí, la elección del motor adecuado, en particular un motor inverter cuando se utiliza un inversor, puede marcar una gran diferencia en el consumo de energía y en el rendimiento de su equipo. El propio inversor ayuda a ahorrar energía al permitir que el motor funcione sólo a la velocidad necesaria. Sin embargo, si el motor no es compatible con el inversor, es posible que no obtenga todos esos ahorros de energía.
Un motor inverter está diseñado para funcionar de forma eficiente en un rango de velocidades más amplio que un motor estándar cuando está alimentado por un VFD. Esto indica que puede ofrecer una alta eficiencia no sólo a plena velocidad, sino también a velocidades reducidas. Un motor estándar podría perder eficiencia y sobrecalentarse cuando un variador lo ralentiza. Un motor eficiente y bien adaptado consume menos energía.
En cuanto al rendimiento, un motor con inversor le ofrece un funcionamiento a velocidad variable más fiable. Puede proporcionar un par constante, o incluso para aplicaciones de par constante, ayudando a su máquina a realizar mejor su trabajo. Si necesita un control preciso de la velocidad para obtener una alta calidad o para aplicaciones en las que la sincronización de la velocidad es fundamental, un motor con inversor (quizá con encóder) proporciona un mejor rendimiento dinámico. El motor es capaz de hacer frente a las demandas, lo que implica un funcionamiento más suave y un proceso más fiable. Utilizar el motor correcto o el motor con inversor garantiza que los variadores de frecuencia puedan hacer su trabajo y que el motor proporcione una potencia mecánica estable para la aplicación.
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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