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15 de septiembre de 2018

Dimensionamiento de Motores y Variadores de Frecuencia conceptos basicos.

Tamaño correcto de motores y convertidores

Los fabricantes de motores eléctricos y variadores de frecuencia han desarrollado varios métodos para seleccionar rápidamente el tamaño de un motor y un convertidor de frecuencia para una carga en particular. El mismo procedimiento básico es utilizado por la mayoría de los ingenieros en sus distintas aplicaciones.
En la actualidad, la selección de aplicaciones generalmente se realizan sobre la base de un software basado en PC. Sin embargo, es importante que los ingenieros comprendan claramente el procedimiento de selección.

Selección 1 

Primero, se debe seleccionar el tipo y tamaño del motor. Se debe elegir el número de polos (velocidad básica) para que el motor funcione tanto como sea posible a una velocidad ligeramente superior a la velocidad base de 50 o 60 Hz.
Esto es deseable porque:
  • La capacidad térmica del motor mejora cuando f ≥ 50/60 Hz debido a una refrigeración más eficiente a velocidades más altas.
  • Las pérdidas de conmutación del convertidor son mínimas cuando opera en el rango de debilitamiento de campo por encima de 50/60 Hz.
  • Para una carga de par constante , se obtiene un rango de velocidad mayor cuando el motor funciona bien a la velocidad máxima. Esto significa que el uso más eficiente se hace bajo la capacidad de par / velocidad del variador a su máxima velocidad. 

  • Esto podría significar un ahorro de costos por el tamaño de un motor y un convertidor más pequeño .
  • Aunque muchos fabricantes afirman que sus convertidores pueden producir frecuencias de salida de hasta 400 Hz, estas altas frecuencias son de poco uso práctico a excepción de aplicaciones muy especiales (e inusuales). La construcción de motores de jaula de ardilla estándar y la reducción de la capacidad de par máximo en la zona de debilitamiento de campo, restringen su uso en frecuencias superiores a 100 Hz.

  • En la Figura 1 se muestra una comparación del par producido por un motor de 4 polos y 6 polos . Esto ilustra la mayor capacidad de par de la máquina de 6 polos.

  1. Motor de 4 polos de 90 kW (1475 rev / min)
  2. Motor de 6 kw de 90 kW (985 rev / min)

Selección 2 

La selección de un motor sobredimensionado para ser 'seguro' no suele ser aconsejable, ya que significa que también se debe seleccionar un VDF de mayor tamaño. Los convertidores de frecuencia, particularmente el tipo PWM, están diseñados para el valor de corriente máxima, que es la suma de las corrientes fundamentales y armónicas en el motor.
Cuanto más grande sea el motor, mayor serán la corriente máxima.

Selección 3 

Una vez que se ha seleccionado el motor, es razonablemente fácil seleccionar el tamaño de VDF correcto del catálogo del fabricante . Por lo general, se clasifican en términos de corriente (no de kW) y en función de un voltaje específico. Esto debe usarse solo como una guía, ya que los convertidores siempre deben seleccionarse en función de la máxima corriente continua del motor.
Aunque la mayoría de los catálogos se basan en las clasificaciones de potencia del motor IEC estándar (kW), los motores de diferentes fabricantes tienen clasificaciones de corriente ligeramente diferentes.

Selección 4 


Aunque parezca obvio, el motor y el convertidor deben especificarse para la tensión de alimentación y la frecuencia a la que se conectará el variador de velocidad.

Los convertidores de frecuencia están diseñados para producir la misma tensión de salida que la del suministro, por lo que tanto el motor como el convertidor deben especificarse para la misma tensión de base.

Aunque la frecuencia de salida del convertidor es variable, la frecuencia de entrada (50 Hz o 60 Hz) debe especificarse claramente porque esto puede tener un efecto en el diseño de los componentes inductivos .
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