La velocidad del motor es fácil de ver, pero el par a menudo decide si una máquina industrial puede arrancar y funcionar sin problemas. El par es la fuerza de giro en el eje del motor. Incluso a baja velocidad, una máquina puede necesitar par para superar la fricción, la gravedad, el peso del material, la resistencia del proceso o la inercia. Un variador que mantiene un par útil a baja velocidad es importante en muchas aplicaciones.

Este requisito difiere de las aplicaciones simples de ventilador y bomba. Los ventiladores y bombas centrífugos normalmente necesitan menos par a medida que disminuye la velocidad. Los transportadores, mezcladores, extrusoras, bobinadoras, trituradoras y polipastos pueden tener una carga de par constante. Si el motor no puede desarrollar suficiente par, la máquina puede detenerse, acelerar lentamente, perder estabilidad del proceso o sobrecargar el variador.

Por qué el control básico de velocidad puede no ser suficiente?

El control básico de voltaje por hertz cambia el voltaje y la frecuencia de salida juntos. Puede funcionar bien para cargas de par variable, pero puede tener límites a baja velocidad. A baja frecuencia de salida, la caída de voltaje en el estator del motor se vuelve más significativa. Si el flujo magnético no se mantiene correctamente, el motor puede producir menos par y más calor.

Una configuración de aumento de par puede mejorar el rendimiento de arranque, pero debe usarse con cuidado. Muy poco puede dejar el motor débil, mientras que demasiado puede aumentar la corriente y la temperatura. Para cargas exigentes, el control vectorial es a menudo un mejor enfoque. Regula la corriente del motor y separa la corriente asociada con el flujo magnético de la corriente asociada con el par. Esto ayuda al variador a responder con precisión a los cambios de carga.

El control vectorial sin sensor puede proporcionar un buen par a baja velocidad y regulación de velocidad en muchas aplicaciones sin un codificador. El control vectorial en bucle cerrado utiliza la retroalimentación del codificador y puede seleccionarse cuando la máquina necesita una velocidad precisa, un par fuerte cerca de cero velocidad, posicionamiento o respuesta controlada. La elección correcta depende del tipo de motor, la carga y el requisito.

Dónde importa el par a baja velocidad?

Un transportador cargado puede necesitar arrancar gradualmente pero aún así producir suficiente par para mover la carga completa. Los mezcladores y extrusoras pueden experimentar alta resistencia cuando el material se vuelve más espeso o cuando el proceso comienza desde cero. En equipos de bobinado y desenrollado, un par estable ayuda a mantener la tensión del material a medida que cambia el diámetro del rollo.

Los polipastos y equipos de elevación requieren un cuidado especial. El variador debe coordinarse con el freno mecánico y el sistema de control para que la carga se mantenga y se mueva de forma segura. Un VFD no debe tratarse como el único dispositivo de seguridad. El motor, el sistema de frenado, la protección de límites y la secuencia de control deben diseñarse como un solo sistema.

Un par fiable a baja velocidad puede soportar una aceleración más suave, reducir los golpes mecánicos, prevenir paradas y mejorar la consistencia del proceso.

Enfriamiento del motor y dimensionamiento del variador

La operación a baja velocidad crea un desafío térmico. Muchos motores estándar utilizan un ventilador de enfriamiento montado en el eje. Cuando el motor reduce la velocidad, el ventilador también reduce la velocidad. Un motor que entrega un alto par durante un período prolongado a baja velocidad puede generar calor más rápido de lo que lo disipa. Esto puede requerir un motor de grado inversor, un ventilador de enfriamiento alimentado independientemente, un límite de par continuo más bajo o un diseño mecánico diferente.

La selección del variador debe basarse en la demanda de corriente y sobrecarga, no solo en la potencia nominal. Los ingenieros deben revisar la corriente nominal, el par de arranque, el ciclo de trabajo, el tiempo de aceleración, la inercia, la relación de la caja de cambios, la temperatura ambiente, la altitud y las condiciones de la carcasa. Un variador dimensionado solo por kilovatios puede ser inadecuado si la máquina requiere arranques pesados frecuentes o par de larga duración a baja velocidad.

Puesta en marcha y protección

Los datos correctos del motor son esenciales. El voltaje nominal, la corriente, la frecuencia, la velocidad, la potencia, el método de conexión y el modo de control deben ingresarse con precisión. La identificación del motor o la auto-sintonización pueden ayudar al variador a construir un mejor modelo de control cuando la aplicación lo permite. Durante la puesta en marcha, los usuarios deben probar bajo carga real y verificar la corriente, la temperatura, la vibración, el rendimiento de la rampa y las alarmas.

Los límites de par pueden ayudar a prevenir sobrecargas mecánicas, mientras que la configuración de aceleración y desaceleración puede reducir el estrés en la máquina. Las cargas verticales o de alta inercia pueden devolver energía al variador durante la desaceleración, por lo que los requisitos de frenado deben evaluarse antes de la operación a plena carga.

Para proyectos industriales que necesitan rendimiento de par a baja velocidad, el VEIKONG VFD530 puede ser evaluado para aplicaciones de motores PMSM e de inducción. Su configuración debe elegirse según el tipo de motor, el perfil de carga, el requisito de corriente, el rango de velocidad y las necesidades de retroalimentación. La selección final también debe considerar el sistema mecánico y las condiciones del sitio.

El rendimiento de alto par a baja velocidad no es un solo número en una hoja de datos. Es el resultado de la coincidencia del motor, el modo de control del variador, el método de enfriamiento, la capacidad de sobrecarga, la transmisión y el proceso de puesta en marcha con la máquina real. Cuando estos elementos se seleccionan juntos, un VFD puede proporcionar un movimiento más fiable y un mejor control del proceso a las velocidades donde el trabajo es a menudo más difícil.

Palabras relacionadas:

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Icontrol de par de motor industrial