El servicio es un factor
En Parte 1 , observamos un gráfico de salida de motor de velocidad variable (frecuencia) simple (VFD) en contraste con un punto de trabajo de bomba centrífuga. La lección principal fue hacer coincidir la demanda de potencia de la bomba con la capacidad del motor a una velocidad determinada. En esta entrada, profundizaremos un poco más en el lado del motor.
La velocidad de rotación de un motor de CA depende del número de polos magnéticos con los que fue diseñado (que es un valor fijo como 2, 4, 6, etc.) y de la frecuencia eléctrica (50 Hz, 60 Hz, etc.). La ecuación para determinar la velocidad síncrona es:
Como puede ver en la tabla siguiente, existen diferencias de velocidad significativas entre las velocidades síncronas. Puede ser deseable hacer funcionar una centrífuga en su punto más eficiente entre estas velocidades, incluso con un impulsor recortado.
| Número de polos | Velocidad sincrónica a 60Hz | Velocidad sincrónica a 50Hz |
| 2 | 3,600 | 3,000 |
| 4 | 1,800 | 1,500 |
| 6 | 1,200 | 1,000 |
| 8 | 900 | 750 |
| 10 | 720 | 600 |
Por lo tanto, para cambiar la velocidad del motor, debe cambiar la frecuencia eléctrica, que se fija en la red eléctrica. Aquí es donde entran en juego los VFD, ya que toman la frecuencia de entrada fija y permiten una frecuencia de salida variable al motor.
Los motores eléctricos de CA trifásicos están diseñados nominalmente para ser alimentados por una señal de onda sinusoidal como se muestra a continuación, según lo provisto por la red eléctrica (conexión directa en línea):
Velocidad sincrónica
Observe la naturaleza armoniosa y suave de la onda sinusoidal pura de la rejilla. Desafortunadamente, los VFD modernos controlados por microprocesador no pueden generar una onda sinusoidal natural. En su lugar, generalmente se basan en la simulación de una onda sinusoidal mediante la modulación de ancho de pulso (PWM), que se ve así:
Velocidad variable
La resolución de los pasos irregulares en la onda sinusoidal simulada es una función de la resolución o el ajuste de frecuencia PWM. Estos picos de voltaje relativamente repentinos y los armónicos resultantes pueden romper el aislamiento del motor y aumentar el calor dentro del motor.
Los motores NEMA a menudo se identifican con un factor de servicio de 1,15, lo que significa que el motor puede suministrar continuamente el 115% de la potencia nominal y funcionar dentro del aumento de temperatura establecido. Por el contrario, los motores IEC se clasifican sin factor de servicio. Sin embargo, a menos que la placa de identificación indique explícitamente la clasificación de VFD, los valores indicados se basan en una onda sinusoidal natural.
Cuando se suministra energía desde un VFD, el factor de servicio se pierde o disminuye para mantener el aumento de temperatura indicado en la placa de identificación.
Por lo tanto, al dimensionar un VFD para su aplicación de bomba centrífuga, tenga cuidado de confiar en el factor de servicio. Además, no pase por alto los límites de elevación, las pérdidas de banda y las condiciones transitorias.
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