Cómo elegir el VFD adecuado para su motor

Engineer reviewing a motor nameplate to choose the right VFD
Un variador de frecuencia debe seleccionarse a partir de los datos del motor y del comportamiento de la carga, no únicamente de la potencia del motor. Comience por la placa de características y luego verifique la corriente, la tensión, la sobrecarga, los requisitos de control y el entorno.

Conclusiones clave

  • Utilice la corriente nominal del motor como verificación principal del dimensionamiento y los kW como comprobación cruzada.
  • Haga coincidir el voltaje y la fase de entrada del variador con la alimentación instalada, por ejemplo sistemas trifásicos de 220–380 VAC.
  • Identifique el tipo de carga: torque variable, torque constante o alto torque pico.
  • Elija el control V/F para ventiladores y bombas sencillas, o el control vectorial cuando la precisión de velocidad y el par a baja velocidad sean importantes.
  • Planifique considerando la longitud del cable, el polvo, el calor, las vibraciones, los armónicos y los requisitos de parada de protección.

1. Recopile la información de la placa de características del motor

La placa de datos del motor es el punto de partida para cualquier selección de un VFD. Fotografíela antes de pedir un variador y registre la potencia nominal, la corriente nominal, el voltaje, la frecuencia, la velocidad, el factor de potencia, el factor de servicio, la clase de aislamiento y el método de conexión. Si falta la placa de datos, solicite al fabricante de la máquina la especificación original del motor en lugar de estimarla solo a partir de la capacidad de la máquina.

La corriente nominal importa más que la potencia nominal. Dos motores de 7,5 kW pueden tener corrientes nominales diferentes debido a la eficiencia, el número de polos, la tensión y el diseño. Un variador debe suministrar continuamente la corriente a plena carga del motor a la tensión de alimentación del sitio y, al mismo tiempo, cumplir el requisito de sobrecarga de la aplicación.

2. Haga coincidir el suministro eléctrico y el voltaje del motor

Confirme si la alimentación de entrada es monofásica o trifásica y si el motor está diseñado para 220–380 VAC. Usar un variador fuera de su rango de voltaje puede dañar el rectificador de entrada, la etapa de salida o el aislamiento del motor. Compruebe también la estabilidad de la frecuencia de alimentación y si la instalación cuenta con un interruptor dedicado, una puesta a tierra adecuada y la sección de cable correcta.

Para equipos de exportación, documente la tolerancia de tensión del sitio. Un variador seleccionado a tensión nominal puede dispararse incluso si la alimentación de la planta es constantemente baja o alta. La gama de Qingtian VFD vectorial EC590 y VFD de alto rendimiento EC6000 las páginas indican los rangos de tensión y potencia de las dos familias de productos.

3. Identifique el tipo de carga

Tipo de cargaMáquinas típicasEnfoque de selección
Par variableVentiladores centrífugos, bombas centrífugasLa sobrecarga normal suele ser suficiente; el ahorro de energía puede ser significativo
Par constanteTransportadores, mezcladoras, compresores, extrusorasVerificar la corriente en régimen continuo, la refrigeración a baja velocidad y la sobrecarga de servicio pesado
Alto torque picoTrituradoras, prensas punzonadoras, polipastosVerifique el par de arranque, la duración de la sobrecarga y los requisitos de frenado/resistencia de frenado

Un ventilador normalmente necesita menos par a baja velocidad, mientras que una banda transportadora puede requerir par pleno desde una velocidad casi nula. Las cargas de alta inercia o de impacto requieren especial atención al tiempo de aceleración y a la capacidad de sobrecarga. Si la máquina trabaja con ciclos frecuentes, dimensione según la corriente continua más desfavorable y la aceleración requerida, no solo según la corriente en régimen permanente.

4. Verifique la sobrecarga y la demanda de corriente

La mayoría de los variadores de uso general especifican una sobrecarga de servicio normal, por ejemplo 120 % durante un periodo corto, y una capacidad superior durante un periodo más corto. Las cargas de par constante y las cargas de impacto pueden requerir una carcasa de mayor tamaño o una clasificación de servicio pesado. No oculte una selección al límite detrás de un tiempo de aceleración largo si el proceso necesita un tiempo de ciclo definido.

Para proyectos de retrofit, mida la corriente de funcionamiento con una pinza amperimétrica en producción normal y en el paso de mayor carga. Compare ambos valores con la corriente continua nominal del variador. Si la corriente medida está cerca del límite del variador, utilice el tamaño inmediatamente superior.

5. Seleccione el rendimiento de control adecuado

El control V/F básico es fiable y fácil de poner en marcha para ventiladores, bombas y transportadores sencillos. El control vectorial ofrece mejor precisión de velocidad y mayor par a baja velocidad para extrusoras, sistemas de bobinado, polipastos, bancos de prueba y máquinas-herramienta. El control vectorial sin sensor evita el uso de un encoder, mientras que el control vectorial de lazo cerrado utiliza un encoder del motor para un control de velocidad o de par más exigente.

Si está comparando métodos de control en detalle, lea Variador de frecuencia: control V/F frente a control vectorial. Si todavía está calculando el tamaño del variador, comience con Guía de dimensionamiento de VFD: kW del motor, corriente y tensión.

6. Revise las condiciones de instalación y ambientales

  • Temperatura ambiente: Mantenga espacio libre alrededor del variador y evite instalarlo encima de equipos calientes.
  • Polvo y fibras: utilice un gabinete limpio, ventilación filtrada o una carcasa sellada, según corresponda.
  • Humedad y condensación: Evite los cambios bruscos de temperatura que provocan la formación de agua dentro del armario.
  • Altitud: Las instalaciones en gran altitud pueden requerir una reducción de potencia (derating).
  • Longitud del cable de motor: Los cables largos pueden requerir reactancias de salida o filtros dv/dt.
  • Frenado: La desaceleración de cargas de alta inercia puede requerir una resistencia de frenado o un tiempo de parada prolongado.

7. Defina los requisitos de protección y del operador

Decida cómo el operador arrancará, detendrá, hará maniobras de posicionamiento (jog), invertirá el giro y ajustará la velocidad: teclado local, potenciómetro externo, señal de 0–10 V, señal de 4–20 mA, bus de campo o control por relés. Defina también el comportamiento ante fallas. Por ejemplo, las bombas pueden usar un rearranque automático tras una falla transitoria, mientras que sierras, polipastos y maquinaria cerca de personas deben requerir un reinicio controlado.

Por último, verifique la protección requerida del cableado, la lógica de parada de emergencia, la protección térmica del motor, la protección contra fallo a tierra y el etiquetado del panel. Un variador solo puede proteger el proceso de manera fiable cuando sus parámetros y el circuito externo de seguridad se configuran en conjunto.

Lista de verificación práctica para la selección

Elemento de verificaciónPor qué es importante
Corriente nominal del motorEl variador debe suministrar corriente continua sin un derating sostenido
Tensión y fase de alimentaciónEvita la selección incorrecta del rectificador y de la salida
Tipo de carga e inerciaDetermina el par motor, la aceleración y el requisito de sobrecarga
Rango de velocidadAfecta la refrigeración del motor y la elección del modo de control
Señal de controlEl teclado, las señales analógicas, digitales o de comunicación deben coincidir con la máquina
EntornoEl calor, el polvo, la humedad y la altitud afectan la fiabilidad
Frenado y paradaLas cargas de alta inercia pueden requerir resistencias o tiempos de rampa prolongados

Si proporciona la placa de datos del motor, fotos del panel de control existente y una breve descripción del ciclo de la máquina, Qingtian puede revisar la selección antes de la cotización. Envíe los detalles a través de la página de contacto para evitar pedir un variador subdimensionado o sobredimensionado.

¿Necesita una segunda opinión sobre su selección de VFD?

Envíe la placa de características del motor, la tensión de alimentación, el tipo de carga y el rango de velocidad objetivo. Qingtian identificará una configuración EC590 o EC6000 adecuada.

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