Reducir Ruido y Ahorrar Energía con VFD: Beneficios Clave para Fabricantes

Tiempo de inactividad, control de calidad y eficiencia de rendimiento son grandes preocupaciones para fabricantes en líneas de producción. Esto, combinado con entornos de trabajo hostiles y variables, hace aún más difícil mantener rendimiento óptimo.

Variadores de Frecuencia (VFD) se han establecido como forma fiable de controlar velocidad de motor y asegurar flexibilidad en producción. Tres beneficios mayores:

• Mejor Control de Proceso: al cambiar la carga, los VFD permiten a ingenieros ajustar rápidamente velocidades de motores de servicio inversor. Regulación de velocidad suele ser +/- 2 % con control V/Hz y baja a 0.1 % con control vectorial de lazo cerrado.
• Ahorro Energético: un motor a plena capacidad siempre amenaza con desperdicio de energía eléctrica, traduciéndose en mayores costos. Los VFD permiten que velocidades coincidan con requisitos de carga, neutralizando desperdicio de regulación mecánica.
• Reducción de Desgaste: varios motores diseñados para correr a velocidades específicas, incluso si la carga demanda menor RPM. Esto causa desgaste. Los VFD proporcionan capacidad de arranque suave que alivia estrés en motores en arranque a voltaje pleno, reduciendo episodios de mantenimiento.

Pero no todo es perfecto. Los VFD producen ruido eléctrico que puede dañar equipos eléctricos adyacentes, interrumpiendo el proceso de fabricación. De cierta forma, afectan adversamente los mismos parámetros para cuya mitigación fueron instalados. La misma tecnología de conmutación que aporta flexibilidad de velocidad puede causar inicio de ruido en cables, llevando a sobrecalentamiento.

¿Cuál es la salida? El diseño de cable es imperativo para asegurar máximo rendimiento y mínimo desperdicio energético.

Diseño de Cable

Es importante conocer requisitos de diseño del sistema antes de seleccionar cable: qué capacidad debe manejar. Parámetros a considerar:

• Configuración de puesta a tierra: el sistema debe garantizar la impedancia de camino a tierra más baja posible. Ej.: usar cable con tierra 300 % es la mejor forma de asegurar que la corriente de ruido se mitigue dentro del cable.
• Diseño del conductor: debe poder conducir señales de alta frecuencia. Requiere alta cuenta de hilos, mayor área superficial y diseño estañado para conexiones térmicamente estresantes.
• Capacitancia - alta resistencia dieléctrica: baja capacitancia y alta resistencia dieléctrica es el camino. Conductores XLP de alta gradación contienen mejor pérdidas de carga vs cables VFD THHN.
• Blindaje: el ruido que propaga un cable se ve muy influenciado por material de blindaje. Con blindaje de baja impedancia, hay menor reflexión de corriente y mayor estabilidad. Cintas de cobre duales o trenzas dan mejor rendimiento de blindaje.

Instalación de Cable VFD

Es vital considerar el efecto del cable en dispositivos adyacentes u otros equipos. También la vida útil del sistema, y el cable debe resistir prueba del tiempo. Preguntas que ayudan al instalar:

• ¿El entorno es sensible al ruido?
• ¿Instrumentos o redes se verán afectados por fuerzas electromagnéticas?
• ¿Se generarán corrientes de carga a lo largo del cable?

Si la respuesta es sí, una inversión en cable VFD de alto rendimiento con hilado optimizado, tierras y aislamiento sería la elección perfecta. Si ninguna se aplica, un cable aislado XLPE sería opción más económica.