Optimización de Paneles de Control AFD para Eficiencia Energética y Cumplimiento Normativo

Con cada año, el mundo se vuelve más hambriento de energía. Mientras la demanda sube, nuestra sociedad ya no puede sostener uso desmedido e ineficiente de recursos no renovables. La comunidad industrial sigue tendencia de mejorar eficiencia energética de equipos, reduciendo costos destinables ailleurs. La tendencia está respaldada por penalizaciones en períodos de alta demanda y acción gubernamental. La directiva ErP en Europa exige uso de VFD o VSD en motores de alta clase de eficiencia y Título 24 en California requiere control de frecuencia en segmentos HVAC. Estas demandas han iniciado cadena exitosa de eventos para uso eficiente de recursos no renovables, llegando a OEM y constructores de paneles.

A medida que la necesidad de frecuencia variable se vuelve parte requerida de más sistemas, los drives de frecuencia ajustable (AFD) son cada vez más comunes. En sistemas de rangos de potencia bajos, la existencia de AFD causa dolor significativo, ya que el hardware puede ser excesivo. La instalación y puesta en marcha de un drive es proceso largo y complejo con más de 100 parámetros, que deben seguirse más o menos para todas las aplicaciones.

En la mayoría de casos, usuarios buscan la simplicidad de arrancadores suaves (soft starters), que controlan arranque y parada pero carecen de capacidad para alterar frecuencia y velocidad. Los arrancadores suaves no requieren puesta en marcha avanzada y son más baratos que AFD. Sin embargo, no cumplen requisitos que sí cumplen los AFD.

¿Cómo puede un usuario obtener beneficios de un drive manteniendo simplicidad de arrancador suave? ¿Cómo puede un fabricante diseñar paneles de control para usuarios cumpliendo exigentes demandas de eficiencia energética?

Consideraciones de Aplicación

El alcance de la aplicación debe considerarse siempre. Los AFD pueden usarse en aplicaciones diversas: paredes de ventiladores, transportadores, bombas de refuerzo. Cada una tiene sus requisitos. Por ejemplo, en segmento HVAC, miles de ventiladores siguen entradas analógicas basadas en ambiente y temperatura. Por otro lado, motores de transportador solo necesitan señales on/off, aunque drives se usan para manejar par adicional.

Estas aplicaciones típicas se ven agobiadas por instalación larga y puesta en marcha compleja. Usando productos que tengan operación de terminales de control por defecto coincidiendo con requisitos básicos, el tiempo de instalación se reduce significativamente. Si la aplicación es simple, use productos con parámetros requeridos por defecto, eliminando tiempo extra de puesta en marcha.

Otro producto a considerar: Arrancador de Velocidad Variable. Diseñados sin teclados, lo que puede limitar flexibilidad, pero crean diseño de panel realista y rentable. Varios usuarios de drives prefieren que operadores no tengan acceso al teclado, ya que hace al sistema susceptible a cambios, accidentales o no. Además, una vez cerrada la puerta del panel, el teclado es inaccesible; usar arrancador sin teclado reduce complejidad y costo.

Aplicaciones que requieren múltiples componentes de control de motor también necesitan protección de circuito upstream para cada dispositivo. Ej.: cinco ventiladores requieren cinco motores, cinco drives, cinco interruptores/fusibles, resultando en panel mayor. Pero un drive probado por UL resuelve problemas de espacio. El agrupamiento de motores (group motoring) permite hasta cinco drives protegidos por un dispositivo de cortocircuito upstream. Así, group motoring ahorra costos de material y mano de obra, simplificando diseño del panel.

Consideraciones de Cableado

La disposición física de AFD influye mucho en el cableado del panel. Dos disposiciones de cables de línea y carga:

• Línea, carga y cableado de control por la parte inferior de los drives
• Cableado tipo contactor: línea arriba, carga abajo, control en cara frontal

Productos como arrancador de velocidad variable eliminan cableado adicional y bloqueos mecánicos, reduciendo espacio. Cableado tipo contactor simplifica diagramas y requiere menos tiempo de puesta en marcha.

Consideraciones de Puesta en Marcha

Configurar parámetros del drive de frecuencia requiere tiempo adicional. Esto puede reducirse usando herramientas copiar/pegar, que transfieren ajustes de un drive a otro. Ej.: sistema HVAC con ventilador de enfriamiento y compresor, herramientas almacenan parámetros. Estos pueden usarse en reinstalación, reconfiguración o solución de problemas.

Para aplicaciones básicas, parámetros pueden ser pocos: frecuencia motor, corriente nominal, frecuencia fija. El usuario puede alterarlos vía menú de parámetros en drive o herramientas basadas en PC.

Identificando la aplicación antes de seleccionar el drive, se reducen significativamente tiempo de cableado, puesta en marcha y costo de material. El uso de herramientas resulta en simplificación y mayor manejabilidad a largo plazo, desarrollando paneles efectivos.

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