{"id":236022,"date":"2021-03-04T09:55:21","date_gmt":"2021-03-04T08:55:21","guid":{"rendered":"https:\/\/clusterincendis.com\/?p=236022"},"modified":"2021-03-04T12:02:06","modified_gmt":"2021-03-04T11:02:06","slug":"ebara-variadores-frecuencia-bombas-pci","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/clusterincendis.com\/es\/ebara-variadores-frecuencia-bombas-pci\/","title":{"rendered":"Variadores de frecuencia como soluci\u00f3n a los problemas de arranque en bombas de PCI"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"http:\/\/www.ebara.es\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"><span style=\"color: #800000;\">EBARA<\/span><\/a> nos habla de las ventajas de utilizar variadores de frecuencia en bombas PCI.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Actualmente el empleo de variadores de frecuencia en bombas est\u00e1 muy extendido. En algunas aplicaciones de bombeo su uso est\u00e1 pr\u00e1cticamente generalizado, como pueden ser el suministro de agua de consumo en edificaci\u00f3n residencial, edificaci\u00f3n singular, recirculaci\u00f3n en sistemas HVAC o redes agr\u00edcolas de irrigaci\u00f3n.<\/p>\n<p>Sin embargo, en bombas de PCI a\u00fan es muy escasa su utilizaci\u00f3n e incluso el variador es un gran desconocido.<\/p>\n<p>Las principales ventajas a favor del empleo de los variadores de frecuencia, en aplicaciones generalistas, que argumentan los fabricantes de los mismos suelen ser:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>Ahorro de energ\u00eda y mejora de la eficiencia de los sistemas que usan motores el\u00e9ctricos<\/li>\n<li>Reducir el estr\u00e9s mec\u00e1nico de las m\u00e1quinas<\/li>\n<li>Ajustar la velocidad del motor a los requerimientos del proceso<\/li>\n<li>Reducir niveles de presi\u00f3n sonora, especialmente procesos donde intervienen bombas y ventiladores<\/li>\n<li>Ajustar el par o la potencia del motor a los requerimientos del proceso<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>El variador de frecuencia es una soluci\u00f3n en principio pensada para ajustar la velocidad del motor, siendo el arranque del mismo una caracter\u00edstica secundaria.<\/p>\n<p>Para aplicaci\u00f3n en bombas de PCI vamos a fijarnos en este \u00faltimo aspecto del arranque, para ello vamos a detenernos en examinar un poco su funcionamiento.<\/p>\n<p>Los variadores de frecuencia actuales mayoritariamente utilizan tipos de control escalar y vectorial:<\/p>\n<p>Control Escalar (tambi\u00e9n llamado control de frecuencia)<\/p>\n<p>Es el control por defecto de f\u00e1brica en los variadores de frecuencia.<\/p>\n<p>Para alimentar correctamente un motor as\u00edncrono a par constante, sea cual sea la velocidad es necesario mantener el flujo (1) constante. Dado que el flujo var\u00eda proporcionalmente con la tensi\u00f3n e inversamente con la frecuencia, se necesita que la tensi\u00f3n y la frecuencia var\u00eden simult\u00e1neamente y en las mismas proporciones para mantener el flujo constante.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-236004 aligncenter\" src=\"https:\/\/clusterincendis.com\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Ebara_imatge1.jpg\" alt=\"\" width=\"411\" height=\"223\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>La velocidad de referencia impone una frecuencia y el variador calcula la tensi\u00f3n para mantener el flujo constante. Sin embargo, si no efectuamos ninguna compensaci\u00f3n la velocidad real var\u00eda con la carga (deslizamiento), limitando la exactitud de funcionamiento.<\/p>\n<p>Control Vectorial (tambi\u00e9n llamado control de velocidad)<\/p>\n<p>Para corregir este problema la mayor parte de los variadores funcionan mediante Control Vectorial de Flujo. El variador trabaja en bucle abierto, pero introduciendo los valores del motor:<\/p>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>Tensi\u00f3n nominal.<\/li>\n<li>Intensidad nominal.<\/li>\n<li>Factor de potencia.<\/li>\n<li>Velocidad nominal en r.p.m.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>El variador elabora las informaciones necesarias a partir de las medidas de las magnitudes presentes en los bornes de la m\u00e1quina, y calcula los valores del rotor. Inductancia y momento del par. Al conectar el variador se autoajusta calculando los valores de Rs (Resistencia del Estator), y Lf (Inductancia del estator). Para aplicaciones de sistemas contra incendios, el Control Escalar suele ser suficiente, mientras que el Control Vectorial se aplica para control m\u00e1s preciso cuando la din\u00e1mica del sistema es m\u00e1s amplia.<\/p>\n<p>En resumen, la variaci\u00f3n de la relaci\u00f3n tensi\u00f3n\/frecuencia (U\/f) es la que evita los picos de tensi\u00f3n en el arranque del motor, ya que en el momento de arrancar la parte inductiva del motor es 0, y por lo tanto la impedancia es muy baja. Con un arranque directo la tensi\u00f3n siempre es 400VCA versus la impedancia muy baja lo que significa una corriente de arranque muy alta.<\/p>\n<p>En cambio, con variador la tensi\u00f3n a baja velocidad es tambi\u00e9n baja y consecuentemente la influencia de tener una impedancia baja no afecta en tener un pico de corriente grande en el arranque.<\/p>\n<p>Recordamos que en bombas PCI lo habitual es el empleo de sistemas de arranque como el arranque directo, para potencias realmente peque\u00f1as y estrella tri\u00e1ngulo que es el m\u00e1s com\u00fan.<\/p>\n<p>Durante el arranque del motor, hay un consumo de corriente muy elevado que puede provocar una ca\u00edda en la tensi\u00f3n de la red principal lo suficientemente importante como para afectar al normal funcionamiento del resto de receptores conectados a ella. En los casos m\u00e1s severos puede hacer saltar las protecciones e incluso sobrepasar lo que la propia red puede aportar y fallar en el intento de arranque del motor.<\/p>\n<p>En un arranque directo, se produce un pico de intensidad en el arranque del orden de 5 a 10 veces la In. En un arranque estrella tri\u00e1ngulo ese pico es de 2 a 3 veces In pero pueden aparecer transitorios mucho mayores en la conmutaci\u00f3n a triangulo. En arranque por variador no hay pico de arranque.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"size-medium wp-image-236024 aligncenter\" src=\"https:\/\/clusterincendis.com\/wp-content\/uploads\/2021\/03\/Ebara_tabla-600x211.jpg\" alt=\"\" width=\"600\" height=\"211\" \/><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>Otra de las grandes ventajas del empleo de variadores de frecuencia en bombas es no provocar, el indeseado efecto, del golpe de ariete (2). La bomba tiene una rampa de arranque y paro suave, no son maniobras bruscas, por lo tanto, no generan golpe de ariete.<\/p>\n<p>Actualmente hay fabricantes de variadores que incorporan un denominado \u201cmodo incendio\u201d en el que, quedan desactivadas las protecciones, como la t\u00e9rmica prohibida expresamente por normativa, adecuando el funcionamiento de este dispositivo a la filosof\u00eda usada en PCI de priorizar el funcionamiento del sistema, proporcionando abastecimiento de agua respecto a la protecci\u00f3n de la propia m\u00e1quina.<\/p>\n<p>En otros mercados, como en EEUU donde es imperativo el cumplimiento del est\u00e1ndar NFPA y disponer de la aprobaci\u00f3n FM, ya hay fabricantes de controladores que incorporan la soluci\u00f3n del variador de frecuencia con el listado UL y aprobado FM.<\/p>\n<p>En particular para mercados que se gu\u00edan por los est\u00e1ndares NFPA, adem\u00e1s de las ventajas mencionadas anteriormente, se a\u00f1aden estas otras m\u00e1s espec\u00edficas de PCI<\/p>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>Limitaci\u00f3n de la presi\u00f3n de control<\/li>\n<li>Eliminaci\u00f3n de las V\u00e1lvulas reductoras de presi\u00f3n (PRVs)<\/li>\n<li>Eliminaci\u00f3n de las inspecciones y pruebas relatadas por la NFPA 25 (para las PRVs)<\/li>\n<li>Eliminaci\u00f3n de dep\u00f3sitos de abastecimiento, con ahorro de coste y espacio (para los casos en que est\u00e9 permitido conectar bombas directamente a la acometida si van provistas de variador)<\/li>\n<li>Eliminaci\u00f3n de la v\u00e1lvula de control en aspiraci\u00f3n (si es requerida)<\/li>\n<li>Reducci\u00f3n de sobrepresi\u00f3n en tuber\u00edas<\/li>\n<li>Reducci\u00f3n del dimensionamiento del grupo electr\u00f3geno<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h6>(1) Flujo: Se refiere al flujo del campo magn\u00e9tico del motor, el cual para obtener el mejor rendimiento tiene que ser constante.<\/h6>\n<h6>(2) Golpe de ariete: se denomina as\u00ed al conjunto de fen\u00f3menos que se producen durante el r\u00e9gimen variable de una conducci\u00f3n, al variar m\u00e1s o menos bruscamente la velocidad del fluido en un determinado punto. Para nosotros, el caso m\u00e1s frecuente y caracter\u00edstico es el que se produce en una conducci\u00f3n alimentada por una bomba con una v\u00e1lvula de retenci\u00f3n junto a ella, cuando se para el motor bruscamente.<\/h6>\n<h6>El estudio del golpe de ariete se refiere al c\u00e1lculo de las sobrepresiones y depresiones que se crean en la tuber\u00eda y la manera de reducirlas, pues el incremento de presi\u00f3n puede producir roturas en la conducci\u00f3n y la depresi\u00f3n vac\u00edos locales que al volverse a llenar pueden dar lugar a grandes aver\u00edas.<\/h6>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>EBARA nos habla de las ventajas de utilizar variadores de frecuencia en bombas PCI. &nbsp; Actualmente el empleo de variadores de frecuencia en bombas est\u00e1 muy extendido. 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