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22 de septiembre de 2020

Conexiones básicas para el funcionamiento de un variador de frecuencia


Los variadores de frecuencia o VFD, que llamamos simplemente por “variadores” en este contexto, operan en una amplia variedad de industrias. A menudo están detrás de escena.

No obstante, los variadores contienen un nivel de sofisticación rentable y confiable en las aplicaciones impulsadas por motores eléctricos, por lo que merecen una consideración e instalación cuidadosa. Aquí te dejo seis tareas imprescindibles que deben cumplir los fabricantes de equipos originales y otros ingenieros de diseño o instalación antes del arranque o puesta en marcha del variador.


1. Comprender qué es un variador de frecuencia (VFD).


Un variador es un dispositivo eléctrico y electrónico que controla la velocidad de un motor cambiando su frecuencia. Las aplicaciones en las que operan los variadores varían mucho. La forma en que un variador cambia la frecuencia de un motor expande la utilidad de ese motor, ya que los motores que funcionan con VFD son libres de la  limitante de solo encenderse o apagarse. La unidad permite que el motor acelere rápida o lentamente para alcanzar la velocidad total... así como desacelera lenta o rápidamente.






El funcionamiento del variador en pocas palabras se resume de la siguiente forma: el variador primero toma la energía de la línea y la convierte en voltaje de corriente continua (CD) después de pasar por el proceso de filtrado llega al circuito intermedio. Luego la invierte de nuevo a una señal simulada de corriente alterna (AC) o modulada por ancho de pulso (PWM).

El mayor beneficio de los variadores es que pueden ahorrar dinero al liberar al motor de la necesidad de funcionar a una sola velocidad todo el tiempo.

2. Comprender cómo se aplican los accionamientos industriales.

Las aplicaciones de accionamiento van desde bombas y ventiladores hasta transportadores y extrusoras de hecho la aplicaciones son prácticamente ilimitadas. El conocimiento de la aplicación en cuestión ayuda a los fabricantes de equipos originales a seleccionar la unidad adecuada para el trabajo. Existen innumerables unidades, por lo que el tamaño y el voltaje, así como las opciones necesarias (como la inclusión de frenado dinámico o una interfaz de red determinada) influyen en la selección de la unidad. En última instancia, estas variaciones también dictan los métodos adecuados para configurar y operar el variador.

3. Comprenda cómo se espera que funcione la unidad para la aplicación.

Consejo: durante la configuración de la unidad, desarrolle una comprensión de lo que se espera de la unidad y qué tan bien debe funcionar. Dicha información indica parcialmente lo que necesitará una unidad determinada durante la instalación. Por ejemplo, ¿la unidad funciona sola y hace girar un ventilador grande? Una aplicación de este tipo puede parecer bastante simple, pero incluso aquí podría ser necesario conectar el variador a otro equipo (como un controlador lógico programable o PLC). Pregunte: ¿Qué más se incluye en el sistema? Las unidades son solo una pieza del rompecabezas de diseño.


4. ¿Qué cableado es necesario para un variador de frecuencia (VFD)?

El cableado de un VFD puede ser peligroso si el instalador no está familiarizado con el producto, por lo que debe solicitar la ayuda de un electricista calificado para realizar toda la instalación.

Por supuesto, cuando se completan las conexiones, se aplica energía a la unidad. Durante este paso, use equipo de protección personal (o EPP que incluya guantes, chaqueta y protección para los ojos) para evitar lesiones.






Otro consejo: asegúrese de leer correctamente los esquemas del motor y el variador para que la línea de alimentación esté conectada a los terminales correctos del variador ... y los terminales de salida de energía estén conectados correctamente al motor. De lo contrario, existe el riesgo de que se produzcan daños en la unidad o daños personales.


Además del cableado de alimentación, los variadores requieren otro conjunto de cableado: el cableado de control. Es a través de estas conexiones que los controles le dirán a la unidad cuándo arrancar y detenerse, además de qué tan rápido debe funcionar. Aquí, tenga en cuenta cómo se controla la unidad.




Si se está ejecutando y monitoreando a través de una red, tenga un conocimiento completo de cómo se instala la opción de red y cómo inicializarla. Caso en cuestión: si se utiliza Ethernet, el PLC o sistema informático con el que se conecta el variador también necesita la configuración de parámetros para las comunicaciones con el variador. Hacer esto correctamente puede requerir contactar a un especialista en sistemas durante la configuración de la unidad.

Considere un ejemplo simple de un diseño de máquina que incorpora un VFD usando una entrada de interruptor de arranque y parada y una referencia analógica. El estudio del esquema de control indicará dónde están las conexiones y cómo están designadas. El objetivo es conectar los elementos de la izquierda de la página con los elementos similares de la derecha. Entonces, en el caso de la configuración de VFD, las conexiones se realizan con cableado blindado: los elementos de la izquierda son el interruptor y el potenciómetro, y los elementos de la derecha son los terminales del variador. 

5. ¿Qué programación del variador es necesaria? 

Hasta este punto, la configuración de la unidad está dominada por consideraciones de instalación física y conexiones manuales. Pero las unidades son dispositivos inteligentes que necesitan programación, al igual que los nuevos teléfonos inteligentes o incluso las videograbadoras arcaicas de antaño. Se debe establecer una lista de parámetros para que el variador comprenda las señales de control y cómo responder a ellas. Como se mencionó, hay varias formas de controlar un variador industrial, incluso a través de una interfaz de red como Ethernet o mediante interruptores y potenciómetros.


Los variadores tienen parámetros para los cuales el usuario final debe programar... ya que los variadores funcionan para satisfacer comandos basados ​​en configuraciones fijas del sistema y entradas y salidas. 

Los siguientes son los parámetros mínimos a configurar: 

Datos de la placa de identificación del motor: Corriente a plena carga (FLA) • Voltaje • Frecuencia máxima (o velocidad en RPM para calcular la frecuencia en Hz) Controlar: Fuente de ejecución (inicio y parada) • Fuente de referencia de frecuencia o velocidad
• Fuente de referencia de frecuencia b1-01 (predeterminada para terminales) • Fuente de funcionamiento b1-02 (predeterminada para terminales) • Frecuencia de salida máxima E1-04 • Voltaje de salida máximo E1-05 • FLA del motor E2-01

Considere un ejemplo: con una unidad de la serie Yaskawa 1000, estas configuraciones son 

para que los usuarios finales puedan instalar e iniciar fácilmente la unidad con el mínimo esfuerzo.En este ejemplo, el interruptor y el potenciómetro se conectan a los terminales de control del variador. El interruptor arranca y detiene el accionamiento y el potenciómetro ajusta la velocidad. A veces, las unidades vienen de forma predeterminada con este tipo de interfaz 

6. ¿Hay algo más? 

Tenga en cuenta que es posible que deba solucionar algunos problemas de VFD . Una vez que el variador está conectado y en red, ¿gira el motor en la dirección correcta? De lo contrario, es posible que sea necesario intercambiar un par de cables de salida del variador, pero no la entrada. Esto se debe a que la alimentación de la línea de entrada no está conectada directamente a la salida. ¿Aparece una alarma o un fallo? La pantalla de la unidad puede mostrar un mensaje que indica si existe una condición que impide que la unidad funcione. Por ejemplo, esto podría ser una condición de sobrecarga. Aquí, la carga a la que está conectado el motor deberá inspeccionarse. ¿Es demasiado pesado o está acelerando demasiado rápido? Esto puede requerir un ajuste físico o el ajuste de un parámetro para iniciarlo más lentamente. De hecho, otras pantallas, como los monitores, pueden mostrar actividad como la actual para ayudar a los usuarios finales a garantizar que la unidad funcione de manera óptima. 

Existen otras consideraciones. 

¿Qué pasa si una unidad en servicio falla y necesita ser reemplazada? Abordar este problema es una simple cuestión de obtener un reemplazo exacto y reprogramarlo. Será necesario restablecer los parámetros recientes para que el variador vuelva a la condición para la que debe funcionar. Para ello, siga las pautas de programación durante la instalación.¿La salida del variador consume demasiada corriente? O tal vez un cierre de entrada digital no esté surtiendo efecto. Si es así, la entrada deberá monitorearse para detectar cambios. Un variador que se detiene o falla necesitará un monitoreo continuo para que no se detenga nuevamente y provoque más problemas. Una advertencia para cerrar: si la selección y la instalación de la unidad son nuevas y desconocidas, comuníquese con un proveedor local para obtener asistencia. La instalación y configuración de la unidad puede ser peligrosa si se realiza incorrectamente, por lo que siempre es mejor involucrar a un diseñador o instalador calificado para ejecutar el proceso. 


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