En algunas aplicaciones nos podemos encontrar con dos (o más) motores que operan con la misma rotación y de forma simultanea...
A la pregunta ¿se pueden controlar varios motores con un variador de frecuencia? la respuesta es que si. Es posible teniendo en cuenta las consideraciones correctas de diseño.
Dicha solución presenta varias ventajas evidentes como, por ejemplo, el abaratamiento de costes, la reducción de espacio en el cuadro eléctrico y la simplificación de la arquitectura de máquina.
No obstante, los fabricantes de variadores no acostumbran a recomendarlo, dado que se obtiene un control y diagnóstico menos eficiente para cada uno de los motores...
Este artículo tiene como objetivo desvelar todos los requisitos a tener en cuenta para dimensionar el sistema variador/motores y asegurar un buen funcionamiento del mismo.
¿MOTORES A CONTROLAR?
Cuando se conectan varios motores en paralelo a la salida del variador, pueden darse dos situaciones:
- Motores de potencia equivalente.
Esto es lo recomendado, que los motores sean de idéntica construcción. Así se optimiza la eficiencia del sistema y nos asegura una respuesta dinámica uniforme en todos los motores.
Además, resultará mucho más sencillo ajustar la respuesta del lazo de control mediante los parámetros del variador.
- Motores de distinta potencia.
Si se da esta situación, el ajuste del variador es incompatible con los motores de menor potencia.
Entonces, en estos motores de menor talla, la respuesta de par no será óptima (se reducirá el sobrepar a bajas velocidades).
Por esta razón, no se recomienda bajo ninguna circunstancia.
¿DIMENSIONAR EL VARIADOR?
Los criterios de selección del variador serán, en general, los mismos que para el control de un único motor. Pero la selección de la talla es crítica en este caso...
Normalmente se recomienda añadir un 20% a esta corriente carga para dimensionar el motor, ajustando así una pequeña fuga por inductancia.
El mismo criterio se utiliza para establecer la potencia nominal del motor.
Independientemente, en algunos casos, no se recomienda nunca dimensionar el variador por debajo de 2kW al controlar más de un motor. Básicamente, para evitar problemas de acoplamiento capacitivo (corriente de carga en el cable).
¿PARAMETRIZACIÓN DEL VARIADOR?
En este tipo de aplicaciones, la parametrización puede ser clave para una buena respuesta dinámica de los motores. Los parámetros críticos que se deberían confirmar, son los siguientes...
Definir los valores nominales de corriente y el límite de corriente máximo. Este segundo, normalmente se configura a un 150% respecto la nominal del motor. En este caso, se debe estimar el consumo de todos los equipos y establecer ese mismo porcentaje (incluso algo más bajo, protegiendo más los motores).
Se recomienda reducir la frecuencia portadora para minimizar las perturbaciones en la señal PWM de salida. Pues, si su valor es alto, tiende a aumentar el calentamiento del variador y se reduce la capacidad de salida de corriente máxima.
Es normal que, al bajar su valor, aumente el ruido audible emitido por el motor. No supone un problema...
El método de control recomendado para este tipo de aplicaciones es el escalar (V/f).
No obstante, si todos los motores son de la misma talla, puede valorarse el trabajar en control vectorial (SLV). En este caso, se puede llevar a cabo un autotuning que permitiría optimizar el lazo de control.
Hay muchos más parámetros que podrían revisarse, pero deberían analizarse más en detalle dependiendo de la aplicación y las posibilidades que ofrezca el variador...
¿PROTECCIÓN DEL MOTOR?
Cuando un variador controla un motor, este es el que se encarga de protegerlo... Pero, al controlar varios motores, es necesaria una protección contra sobrecarga en la salida del variador.
Pues, el variador solo puede detectar su carga total conectada, pero no si un motor determinado está consumiendo una corriente más elevada.
No cualquier dispositivo de protección puede ser adecuado para conectarse entre variador y motor (debido a los impulsos de la señal PWM y la impedancia de pico de motor).
A continuación se detallan los comúnmente utilizados:
- Relé de sobrecarga térmico (o protección térmica externa por sondas).
Alternativa más común, dado que es la más fiable y menos propicia a falsas detecciones de sobrecarga.
- Relé de sobrecarga electrónico.
Su tecnología de detección de corriente puede ser incapaz de medir la corriente de carga y los armónicos correctamente. En la salida del variador trabaja fuera de su rango de detección nominal...
- Disyuntor estándar.
En este caso, los desafíos están relacionados con el reflejo de tensión de la PWM. Esto puede provocar falsos disparos y un envejecimiento precoz del dieléctrico de las bobinas.
Es una buena práctica restringir la longitud de cable entre disyuntor y motor.
¿PRECAUCIONES ADICIONALES?
Al trabajar con más de un motor, es de esperar que aumente la emisión de perturbaciones conducidas y radiadas. Esto puede afectar el correcto funcionamiento del sistema, así como los dispositivos de control cercanos a él. Se deben tomar precauciones...
En este blog ya hay un artículo que detalla como minimizar el fenómeno de las interferencias en variadores. Para verlo, hacer click aquí.
Además, si el numero de motores en paralelo es igual o superior a 3, otra recomendación extra sería instalar un filtro LC entre el variador y cada motor.
Una temperatura ambiente alta, reduce la capacidad de salida de corriente máxima del variador, lo que puede derivar en problemas.
Se debe confirmar que el equipo trabaja dentro de un rango de temperaturas adecuado y se haya instalado siguiendo las recomendaciones para asegurar una correcta refrigeración.
Por último, siempre es de interés consultar con el fabricante del equipo las consideraciones específicas que se deban tener en cuenta para su modelo de variador. Ya sea a nivel de parametrización y/o instalación...
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