¿Por qué el motor necesita EnergySaver?
El artículo analiza las capacidades del optimizador de controlador de tipo «EnergySaver» para controlar motores asíncronos.
En la industria, aproximadamente el 60% de toda la electricidad es consumida por motores de varios tipos, de los cuales los asíncronos representan más del 90%. En comparación con otros tipos, los motores asíncronos tienen un diseño relativamente simple, bajo costo, fácil operación, alta eficiencia y confiabilidad.
Pero en tecnología, rara vez se da algo gratis (pero en la vida también). El principal problema de los motores asíncronos es la incapacidad de igualar el par mecánico del eje del motor con la carga mecánica, tanto durante el arranque como durante el funcionamiento. Cuando se enciende, el motor aumenta la velocidad de funcionamiento en una fracción de segundo, mientras que el momento mecánico es de 1,5 a 2 veces mayor que el valor nominal y la corriente es de 6 a 8 veces. Las grandes corrientes de irrupción cargan las redes y, lo que es más importante, acortan significativamente la vida útil del motor.
Otro problema está relacionado con el modo de funcionamiento.Eligiendo la potencia del motor a partir de las condiciones de arranque de los mecanismos, en el modo nominal trabaja bajo carga, es decir con par bajo en el eje. Los mecanismos a menudo operan en modo cíclico, con factores de carga bajos (LO). En este caso, el motor suele estar al ralentí la mayor parte del tiempo. En este caso, la energía eléctrica se gasta de manera ineficiente.
El primero de los problemas descritos se resolvió con la ayuda de reóstatos de arranque y con el desarrollo de tecnología de semiconductores: circuitos de arranque suave de semiconductores. Estos medios técnicos le permiten arrancar el motor en condiciones de arranque severas, pero ¿qué hacer con la carga variable en el eje en modo operativo? Además, no se debe descuidar el proceso de parada del motor: la energía almacenada en el estator se "descarga" en forma de un pulso de alto voltaje, lo que daña el aislamiento del devanado y el equipo de conmutación.
La emergencia convertidores de frecuencia, que le permite variar la velocidad del motor en un amplio rango, parece haber eliminado por completo todos los problemas del motor de inducción. El variador de frecuencia le permite acelerar el motor de acuerdo con cualquier ley, monitorear continuamente la carga en modo operativo y detener el motor suavemente. En aplicaciones seleccionadas, se pueden lograr ahorros de energía de hasta un 70 % a través de una gestión óptima de la carga del eje.
Pero por las amplias capacidades del variador de frecuencia, debe pagar su alto precio. Este producto tiene una funcionalidad redundante que permite la implementación de algoritmos de motor complejos. Es esta flexibilidad la que se convierte en un obstáculo en aplicaciones simples. El convertidor de frecuencia no es un producto terminado.Se utiliza como parte de los sistemas de control en los que el coste de los elementos adicionales (sensores, controladores, programadores) suele ser comparable al coste del propio convertidor.
La poderosa unidad de control del microprocesador incluida en el controlador EnergySaver brinda un control completo del motor durante el arranque, la operación y el apagado. El principio de control se basa en mantener un valor constante del momento de carga mecánica sobre el eje. Al medir el ángulo de desplazamiento entre corriente y voltaje, la unidad de control disminuye o aumenta el voltaje del motor, cambiando su potencia.
El producto está funcionalmente completo, basta con conectar los cables de entrada y salida, y el motor se puede controlar utilizando los valores predeterminados de la configuración del fabricante. El controlador combina la flexibilidad de un variador de frecuencia con arrancadores suaves de bajo costo. Con un precio un 25-30% superior al del arrancador, «EnergySaver», además de las funciones estándar de protección del equipo contra sobrecarga y cortocircuito, protege al motor de romper la secuencia de fases, perdiendo una de las fases. Debido a que el control interno de voltaje y corriente se realiza por separado para cada fase, el controlador elimina el voltaje de suministro o el desequilibrio de carga.
Todas estas propiedades permiten que los controladores sean ampliamente utilizados para controlar motores asíncronos, asegurando su operación a largo plazo y ahorro de energía eléctrica.