Motor de velocidad variable: guía de control y aplicación

La combinación de un motor de velocidad variable y una pampas hidráulicas es una de esas ideas que, en retrospectiva, parecen obvias, pero que la industria tardó mucho tiempo en adoptar a gran escala. El principio básico es sencillo: en lugar de hacer funcionar la bomba a velocidad constante y regular el caudal mediante válvulas, se hace funcionar la bomba a la velocidad exacta que suministra precisamente el caudal que necesita el sistema. Menos estrangulamiento, menos calor, menos energía desperdiciada.

Qué hace realmente el variador de frecuencia

Un variador de frecuencia cambia la frecuencia eléctrica y el voltaje suministrados a un motor de inducción estándar, ajustando su velocidad de rotación de forma continua desde casi cero hasta la velocidad nominal o incluso por encima de esta. La bomba hidráulica sigue directamente dicha velocidad: sin válvulas, sin derivación y sin complicaciones mecánicas. En modo de control de presión en bucle cerrado, un transductor de presión retroalimenta al controlador del variador, que ajusta la velocidad del motor en tiempo real para mantener la presión objetivo dentro de una banda de uno o dos bares.

Los accionamientos con motor servo llevan este concepto aún más lejos, gracias a su ancho de banda y precisión de posicionamiento, lo que permite que el circuito de la bomba hidráulica se comporte casi como un eje servo directo. Estas configuraciones de motores de velocidad variable de alto rendimiento son habituales en prensas de conformado de precisión y bancos de ensayo donde es necesario controlar simultáneamente la fuerza y la posición.

Adónde va la energía

En un circuito tradicional de bomba hidráulica industrial de velocidad fija, la bomba funciona a velocidad máxima siempre que la máquina esté alimentada, incluso durante las fases de espera en las que ningún actuador se está moviendo. Un variador de frecuencia reduce la velocidad del motor casi hasta el ralentí durante estas fases, reduciendo drásticamente la potencia de entrada. En un ciclo típico de moldeo por inyección, los accionamientos de motor de velocidad variable reducen el consumo eléctrico total entre un 40 y un 70 % en comparación con los circuitos de velocidad fija. Esto representa un retorno medible de la inversión en el variador, habitualmente dentro de los dos o tres años, según los precios industriales de la electricidad.

Arranque suave y vida útil de los componentes

Cada arranque de un motor de velocidad fija provoca un impacto mecánico en la bomba acoplamiento y el eje —ese golpe característico que se percibe cuando el sistema alcanza su velocidad de régimen. Las variadores de frecuencia regulan gradualmente la velocidad del motor, eliminando dicho impacto. A lo largo de la vida útil de una máquina, esto significa menor fatiga en los rodamientos de la bomba y menor desgaste en el sello del eje. Una bomba hidráulica que arranca suavemente cientos de veces al día presenta una vida útil claramente más prolongada entre revisiones.

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