Descripción de los cambios principales de los parámetros de VFD

El variador de frecuencia (VFD) está programado para adaptarse a la mayoría de las aplicaciones industriales y solo se requiere la configuración más básica para operar el motor. Con VFD, los motores eléctricos se pueden usar en una variedad de aplicaciones para lograr un control que no se puede lograr mediante tuberías u operación mecánica. Al utilizar un motor controlado por VFD, los usuarios pueden mantener los requisitos precisos del sistema haciendo coincidir la velocidad del motor, optimizando así la eficiencia del sistema. La mayoría de las aplicaciones de VFD pueden mejorar la eficiencia del sistema en menos de un año y proporcionar un retorno de la inversión de VFD en términos de ahorro de energía.

Como todos los dispositivos electrónicos, los VFD tienen capacidades y funciones avanzadas que pueden proporcionar más control del sistema para ayudar a eliminar los dispositivos externos y los controladores lógicos programables (PLC). Debido a estas innovaciones, la perspectiva de programar VFD para sus aplicaciones puede verse abrumada. Sin embargo, la mayoría de las aplicaciones requieren solo los ajustes más básicos para operar el motor. Esto se debe a que los VFD están diseñados y fabricados para simplificar las cosas.

La influencia del método de control en la programación de VFD

La primera configuración que generalmente establecen los instaladores de VFD es el método de control. Este método de control especifica la capacidad del variador para ajustar la velocidad del motor. Estas funciones de control se pueden dividir en tres grupos:

• Control de voltaje por hertz
• Control vectorial de autoinducción 
• Control vectorial de circuito cerrado.

La influencia del método de control en la programación del control Volt / Hertz (V / f) es el método de control de motor más utilizado. Es la más básica de estas tres topologías.

El control V / f establece la salida del controlador en una curva de voltaje y frecuencia predefinida para que el motor siga la curva al ajustar el comando de velocidad del VFD. Estos modos V / f se pueden ajustar para proporcionar un alto par de arranque, o el modo V / f se puede reducir para optimizar la eficiencia de las cargas de par variable que no requieren una relación constante de voltaje a frecuencia.

El control vectorial de autoinducción es un método de control que puede controlar la velocidad del motor con mayor precisión. VFD puede usar una variedad de esquemas de control diferentes y complejos para lograr este control. Esencialmente, se utilizan algoritmos complejos para monitorear, interpretar y responder a la retroalimentación de corriente para proporcionar un control preciso del motor. Sin embargo, la forma más sencilla de ver este método de control es pensar en él como un control de motor preciso que se puede realizar sin un codificador.

¿Por qué ajustar el método de control?

El método de control está configurado para cumplir con los requisitos de las aplicaciones de accionamiento de motor. Algunas aplicaciones son simples y solo necesitan funcionar a una velocidad más lenta, mientras que otras requieren un control de motor preciso y dinámico. Todos estos esquemas de control pueden satisfacer las necesidades de la aplicación  o limitar la programación involucrada para el funcionamiento normal del sistema.

El control V / f se usa generalmente en sistemas que no requieren un control de velocidad preciso, como ventiladores o bombas. En el método de control V / f más básico, se permite que el motor se deslice de la velocidad de comando. Los pequeños cambios de velocidad no afectarán el rendimiento general del sistema, porque otra programación del variador ajustará la velocidad para mantener la demanda del sistema.

A través de años de experiencia en aplicaciones, la mayoría de los fabricantes de variadores han configurado ajustes predeterminados para la mayoría de las aplicaciones de bombas y ventiladores. Esta configuración predeterminada proporciona las mejores funciones de ahorro de energía, casi sin programación. Incluso las aplicaciones de par no variable, como los compresores, se pueden configurar fácilmente mediante el control V / f.

El método de control vectorial con función de detección automática mejora el control del proceso y reduce el mantenimiento. Para obtener esta información clave, el VFD funcionará mediante un simple ajuste del motor, que requiere que el teclado ingrese los datos básicos de la placa de identificación del motor, como la corriente nominal, el voltaje y la velocidad. Las aplicaciones que obtienen el mayor beneficio de este control incluyen mezcladoras, juntas y máquinas de moldeo por compresión / prensa.

Se ha agregado la señal de retroalimentación de velocidad del control vectorial de circuito cerrado para maximizar el control del proceso y minimizar el mantenimiento. El control vectorial de circuito cerrado puede lograr un control de velocidad preciso tan bajo como 1 RPM, un par de arranque alto a velocidad cero, control de velocidad cero y ajuste de par. Estas características se utilizan en aplicaciones que no pueden exceder unas pocas RPM; de lo contrario, la salida del producto no cumplirá con las especificaciones de diseño.

Ajuste VFD de la corriente de carga completa del motor (FLA)

Dado que la mayoría de las configuraciones del método de control de VFD han sido preestablecidas para sus aplicaciones más comunes, la primera configuración real programada por cualquier instalador de VFD es el amperaje de carga completa (FLA) del motor o la configuración de corriente nominal del motor. El diseño del motor permite un funcionamiento continuo con la corriente nominal indicada en la placa de identificación cuando funciona a la potencia y voltaje nominales. La programación del VFD con clasificaciones de motor FLA puede establecer la sobrecarga térmica electrónica del VFD para el motor en funcionamiento.

¿Por qué instalar un amplificador de carga completa de motor?

Aunque el VFD es un arrancador suave natural, el motor puede exceder su corriente nominal en un corto período de tiempo, como durante el arranque, carga de choque, desaceleración rápida o ciclos de aplicación excesivos. Sin embargo, la alta corriente prolongada puede hacer que el motor se sobrecaliente, acortando así la vida útil y provocando fallas prematuras. Debido a la carga o al daño mecánico del acoplamiento, el rotor puede bloquearse. Con el tiempo, el desgaste de la carga también puede conducir a un aumento en el consumo de corriente y puede exceder el FLA del motor.

Para evitar fallas en el motor, la configuración de FLA del motor del VFD se puede programar como FLA en la placa de identificación del motor. La activación de la sobrecarga térmica electrónica del VFD dentro del variador cumple con los requisitos del Código Eléctrico Nacional (NEC) y las regulaciones locales para la protección de sobrecarga del motor. El uso de la sobrecarga térmica electrónica VFD permite a los usuarios eliminar la sobrecarga mecánica del motor, eliminando así los costos, los puntos potenciales de falla y cualquier requisito de mantenimiento relacionado con el mantenimiento de la integridad de los contactos sobrecargados.

La función de protección de sobrecarga electrónica del VFD estima el nivel de sobrecarga del motor en función de la corriente de salida, la frecuencia de salida, las características térmicas del motor y el tiempo. Cuando el VFD detecta que el motor está sobrecargado, se activará una falla y la salida del VFD se apagará para proteger el motor de fallas térmicas.

Estas curvas de sobrecarga se pueden ajustar según la capacidad del motor. Muchos motores de ventiladores de bombas están diseñados para cargas de par variable, lo que significa que no están diseñados para la corriente nominal durante la desaceleración.

Tiempo de aceleración y desaceleración de VDF

VFD es un arrancador suave natural. Al cambiar la velocidad, reducen la corriente de entrada. Con este fin, el VFD arranca y detiene el motor de acuerdo con el tiempo de aceleración y desaceleración programado. Estos tiempos o tasas de rampa definen el tiempo necesario para que el variador cambie de velocidad cero a frecuencia completa. Puede haber un tipo de cambio fijo y se pueden ajustar varios tipos de cambio de acuerdo con las condiciones de funcionamiento o mediante comandos enviados al VFD

¿Por qué establecer el tiempo de aceleración y desaceleración?

El uso de un tiempo de aceleración y desaceleración adecuado reducirá significativamente la corriente de entrada al arranque y el pico de corriente durante el cambio. Esto da como resultado una mayor vida útil del motor (menos calor) y tren de potencia (cambios de par alto menos dinámicos) El VFD también aísla estas corrientes de la línea. Por lo tanto, el transformador no tiene que proporcionar una gran sobretensión, lo que puede causar un calor innecesario o afectar su voltaje de suministro, afectando así el rendimiento del VFD u otras cargas en el sistema. Una corriente de entrada más baja significa que los cargos por demanda de servicios públicos se eliminan debido a las sobrecargas de corriente / energía.

De acuerdo con la aplicación de destino, el VFD toma por defecto el tiempo de aceleración y desaceleración más comúnmente utilizado. Los accionamientos de ventilador / bomba tienen tiempos de rampa más largos, mientras que los accionamientos industriales generales tienen tiempos de rampa más cortos. Esto ayuda a simplificar el proceso de instalación. Sin embargo, no todas las configuraciones predeterminadas se aplican a todas las aplicaciones. Estos tiempos de rampa deben ajustarse para mantener la corriente dentro de los límites del variador y el motor.

Dependiendo de la inercia de la carga, es posible arrancar / detener la carga más rápido que en base a las capacidades actuales del variador / motor. Las velocidades de aceleración y desaceleración agresivas resultarán en corrientes más altas, que pueden sobrecargar el variador y el motor y causar sobrecargas o fallas por sobrecorriente. Establecer el tiempo correcto de aceleración y desaceleración puede garantizar un rendimiento adecuado del sistema al tiempo que garantiza un funcionamiento sin problemas.

Los puntos de pivote de la curva de aceleración / desaceleración aparecen al principio y al final de cada rampa. Aquí es donde se requiere el par máximo o la corriente para realizar el movimiento del motor requerido. Por lo tanto, en los casos en los que el tiempo total de rampa deba mantenerse bajo, se pueden realizar ajustes en estos puntos para reducir el tiempo total de rampa. Estos puntos se denominan ajustes de sincronización de sacudidas o curva en S. Estos ajustes extienden el tiempo en el punto de alta presión de la rampa de aceleración o desaceleración para reducir el impacto en el tiempo total de inicio / parada.

Fuente de velocidad y engranaje para el control del motor

VFD siempre necesita dos cosas en funcionamiento: comando de ejecución y referencia de velocidad. El comando de marcha le dice al convertidor de frecuencia que haga funcionar el motor, y la referencia de velocidad le dice al VFD qué frecuencia debe funcionar. Ambas entradas deben proporcionar control del motor. De lo contrario, el motor sigue funcionando al ralentí. Configurar o no configurar es una de las llamadas de solución de problemas de soporte técnico más comunes que realizará el instalador de VFD.

¿Por qué establecer la velocidad y ejecutar el comando?

Establecer la velocidad y el comando de funcionamiento del VFD se trata más de cómo elegir hacer funcionar el motor, en lugar de si hacer que el motor funcione. La mayoría de los fabricantes utilizan entradas digitales y analógicas para operar sus unidades de forma predeterminada. Los contactos y relés se envían al conductor para ejecutar el comando de ejecución del conductor. La entrada analógica se utiliza para transmitir el valor de referencia de velocidad al variador. Estas referencias analógicas pueden ser señales de 0-10 VCC, +/- 10 VCC, 0-20 mA o 4-20 mA. Cada fuente de Muchos VFD tiene una función de restablecimiento automático de fallas. Esta función permite que el variador detecte condiciones más allá de su rango de programación y active fallas para protegerse a sí mismo, al motor y al resto del sistema mecánico. La función de restablecimiento de fallas permite al usuario detectar el evento y, si se borra, restablecer el variador al funcionamiento normal. El propósito del reinicio automático es superar fallas molestas y mantener un funcionamiento continuo. El costo del tiempo de inactividad es alto y la función de reinicio automático permite que el sistema mantenga las operaciones en caso de que no sea necesario detener la producción antes de ser revisado por personal certificado.

Un ejemplo son los picos de voltaje causados ​​por tormentas eléctricas. Estos son casos raros y no requieren más pruebas. El convertidor deja de funcionar en esta situación, protegiéndose así. La función de reinicio automático permite que la unidad inicie la copia de seguridad sin la intervención del usuario, lo que ahorra tiempo y dinero.

Asegúrese de configurar 5 parámetros principales de VFD

Hay muchas formas de implementar la tecnología VFD para ejecutar automáticamente los requisitos de control del motor. La configuración de VFD puede ser complicada, pero la mayoría de las aplicaciones apenas requieren ningún ajuste para comenzar a funcionar. Además, VFD simplifica el proceso de instalación. Una forma es iniciar la rutina mediante un asistente o una aplicación.

Estas rutinas guían al instalador a programar la unidad utilizando el menú de preguntas y respuestas para asegurarse de que la aplicación esté programada para ejecutarse según

Existen muchas condiciones fuera del variador que pueden causar condiciones de funcionamiento más allá de sus especificaciones. Para mantener la vida útil del producto y evitar fallas, el VFD se fusiona y activa fallas para protegerse. Ejemplos de condiciones que pueden causar una falla de VFD incluyen tiempo de inicio agresivo, tiempo de parada agresivo, corte de energía y estado de rotor bloqueado.

Sus propias ventajas. Las referencias de voltaje son fáciles de generar y comprender, mientras que las señales de corriente viajan más lejos sin verse afectadas por el ruido eléctrico cercano. Otros métodos de control se realizan mediante el control directo del teclado o la comunicación en red.

Estas referencias proporcionan al VFD la velocidad exacta requerida para hacer funcionar el motor. Cuanto más precisa sea la referencia de control de velocidad del motor del VFD, mayor será la precisión del VFD para cumplir con los requisitos del sistema. Cumplir con precisión los requisitos del sistema significa que el VFD puede lograr mayores beneficios de ahorro de energía. El objetivo de cualquier interfaz de comando es lograr el control necesario del sistema para maximizar la eficiencia, la calidad y la seguridad.