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MODULOS DE VARIACION DE FRECUENCIA MODULOS DE VARIACION DE FRECUENCIA
PARA COMPRESORES CONVENCIONALESPARA COMPRESORES CONVENCIONALES
OPTIMIZACIOPTIMIZACIÓÓN ENERGN ENERGÉÉTICA DE SALAS DE COMPRESORESTICA DE SALAS DE COMPRESORES
El consumo energEl consumo energéético es el mayor de los costes asociados a una tico es el mayor de los costes asociados a una instalaciinstalacióón de aire comprimido.n de aire comprimido.
COSTO DEL CICLO DE VIDA DE UN COMPRESOR
Consumo de energConsumo de energííaa
MantenimientoMantenimientoInversiInversióónn
7070--80%80%
18-22%88--12%12%
COMO CONSEGUIR LA MAXIMA EFICIENCIA EN LA SALA DE COMO CONSEGUIR LA MAXIMA EFICIENCIA EN LA SALA DE COMPRESORESCOMPRESORES
Para conseguir la mPara conseguir la mááxima eficacia en una sala de compresores xima eficacia en una sala de compresores debemos asegurar que:debemos asegurar que:•• Trabajamos a la mTrabajamos a la míímica presimica presióón posible.n posible.•• Solo trabajan los compresores necesariosSolo trabajan los compresores necesarios•• No hay ciclos de trabajo en vacNo hay ciclos de trabajo en vacíío.o.
•• Para conseguir esto debemos disponer en la sala de:Para conseguir esto debemos disponer en la sala de:•• Gestor integral de sala.Gestor integral de sala.•• Compresor con variaciCompresor con variacióón de frecuencia. n de frecuencia.
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
Cuando en una sala disponemos de varios compresores de calidad, con regulación convencional, se debe instalar en uno de ellos un modulo de variación de frecuencia.
Mediante el uso de un variador de frecuencia de la línea del motor eléctrico, permite adaptar las revoluciones del rotor para que el caudal generado por el compresor, sea el que demanda la red.
Con esta tecnología conseguimos:• El consumo de energía es prácticamente lineal desde el 100%
hasta el 50% de plana carga.
• Mantiene la presión estable obteniéndose un importante ahorrode energía y mas eficiencia en el desempeño de las herramientas neumáticas.
• Se evitan ciclos en vacío de los compresores de la sala.
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
Elementos imprescindibles para montar con garantElementos imprescindibles para montar con garantíías un modulo as un modulo
de variacide variacióón de frecuencian de frecuencia
Montaje de filtros RFI a la entrada del variadorMontaje de filtros RFI a la entrada del variadorpara reducir la emisipara reducir la emisióón de armn de armóónicos a la red.nicos a la red.
y cumplir la compatibilidad electromagny cumplir la compatibilidad electromagnéética.tica.
Montaje de rodamientos aislados (INSOCOAT)Montaje de rodamientos aislados (INSOCOAT)
en uno de los ejes del motor elen uno de los ejes del motor elééctricoctrico
ConexiConexióón del motor con el variador mediante n del motor con el variador mediante
cables apantallados, conectados a tierra.cables apantallados, conectados a tierra.
Empleo de tomas de tierra de alta calidad.Empleo de tomas de tierra de alta calidad.
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
Corrientes parasitas inducidas en el motor elCorrientes parasitas inducidas en el motor elééctrico que ctrico que fluirfluiráán desde el n desde el eje del motor al compresor daeje del motor al compresor daññando el rodamiento del compresorando el rodamiento del compresor
VARIADOR DE FRECUENCIA
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
VARIADOR DE FRECUENCIA
ACOPLAMIENTO FLEXIBLE
CABLE APANTALLADO
Soluciones para que evitar las corrientes parasitas.Soluciones para que evitar las corrientes parasitas.
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
Par ~ Flujo ~ V / F = cte
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120
8 HP
T = Cte
U/f = U.n = Cte Hz
Voltios
Potencia variable
Zona Operativa Zona No operativa
5 HP
3 HP
1 HP
Pot-Kw
Potencia ConstantePotencia variable
Zona Operativa
P = Cte
V = Cte
∼T 1/n
MONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIAMONTAJE DE UN MODULO DE VARICION DE FRECUENCIA
CAPACIDAD DE CARGA
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
0 10 20 30 40 50 60 70
Frecuencia hz
PAR
/ PA
R N
OM
INA
L
Motor400v
autoventilado
Compresor7.0 bar
COMO CONSEGUIR LA MAXIMA EFICIENCIA EN LA SALA DE COMO CONSEGUIR LA MAXIMA EFICIENCIA EN LA SALA DE COMPRESORESCOMPRESORES
VF Compresor 1 Compresor 2 Compresor 3
>= 0,1 bar
P vacío
P Carga
0,5 bar0,5 bar
>= 0,2 bar
P vacíoP vacío
P Carga >= 0,2 bar
RegulaciónCompresor VF
0,8 barP Carga
P mínima de la red
0,5 bar
Regulación Todo-Nada
Conocidos también como controles de velocidad constante, estos esquemas alimentan el sistema en el modo de “carga” y cuando se alcanza la presión deseada, pasan al modo ‘sin-carga’, donde el compresor sigue trabajando, pero sin entregar aire al sistema; esto permite que el motor opere a velocidad constante.
Al trabajar en vacío (modo ‘sin-carga’), pueden consumir del orden del 35% de la potencia consumida a plena carga.
Para reducir el consumo de energía cuando trabaja sin carga. se debe ventilar el deposito separador de aire/aceite hasta 4 bar -para asegurar el engrase del rotor-. Esta ventilación debe ser lenta (unos 40-100seg.) para evitar que salga el aceite del deposito separador aire/aceite, que esta en forma de vapor.
Este sistema se emplea habitualmente en compresores de media y alta potencia
Regulación Todo-Nada (Teórico)30% de plena carga
TiempoTiempo
kW
0
20
40
60
60
80
0 20 40 60 80 100
120
140
160
180
200
220
240
260
30% del consumo en carga
Seg.
Pote
ncia
con
sum
ida
Pote
ncia
con
sum
ida
Regulación Todo-Nada (mediciones Reales)30% de plena carga
TiempoTiempo
kW
Tiempo de alivio
0
20
40
60
60
80
0 20 40 60 80 100
120
140
160
180
200
220
240
260
30% del consumo en carga
Pote
ncia
con
sum
ida
Pote
ncia
con
sum
ida
Seg.
Exceso de consumo de Energía en condiciones reales
Regulación Todo-Nada (mediciones Reales)60% de plena carga
TiempoTiempo
kW
Tiempo de alivio
0
20
40
60
60
80
0 20 40 60 80 100
120
140
160
180
200
220
240
260
30% del consumo en carga
Pote
ncia
con
sum
ida
Pote
ncia
con
sum
ida
Seg.
Exceso de consumo de Energía en condiciones reales
Regulación Todo - NadaRendimiento regulaciRendimiento regulacióón Todon Todo--NadaNada
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% de R% de Réégimen de cargagimen de carga
% c
onsu
mo/
nom
inal
% c
onsu
mo/
nom
inal 0,8
0,6
0,4
0,2
Rendimiento teórico
Rendimiento real
Regulación por variación de la velocidad del motor
Mediante el uso de un variador de frecuencia de la línea del motor eléctrico, permite variar las revoluciones del rotor y adaptar el caudal generado por el compresor a la demanda de la red.
La aplicación de la tecnología de variación de frecuencia, debe hacerse adaptando varios componentes del compresor con regulación mecánica, para obtener un rango amplio de regulación y evitar que el flujo de corrientes parasitas pongan en peligro la fiabilidad del compresor.
El consumo es prácticamente lineal desde el 100% hasta el 20-25% de plana carga, lo que hace a este sistema el ideal para fabricas con grandes variaciones de consumos
Mantiene la presión estable obteniéndose un importante ahorro de energía y mas eficiencia en el desempeño de las herramientas neumáticas.
Regulación por variación de la velocidad del motorArranque suaves sin picos de consumoArranque suaves sin picos de consumo
INTE
NSI
DA
D
Regulación por variación de la velocidad del motor
ComparaciComparacióón del factor de potencian del factor de potencia
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% de R% de Réégimen de cargagimen de carga
Fact
or d
e po
tenc
iaFa
ctor
de
pote
ncia
0,8
0,6
0,4
0,2
Compresor -Δ
Compresor VF
Regulación por variación de la velocidad del motor
Ventajas:
Rendimiento optimo en todo el rango de cargas .Presión estable +/- 0,1 barArranque suavePosibilidad ilimitada de arranques.Fuerte reducción de la energía reactivaMenor costo de mantenimientoImportante ahorro de emergía.
Inconvenientes:Sistema caro y complejo5% mayor consumo a plena carga
Rendimiento regulaciRendimiento regulacióón con variacin con variacióón de frecuencian de frecuencia
1,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
% de R% de Réégimen de cargagimen de carga
% c
onsu
mo/
nom
inal
% c
onsu
mo/
nom
inal 0,8
0,6
0,4
0,2
Para sacar todo el potencial a los compresores con variación de frecuencia, se debe instalar un solo compresor VF,un solo compresor VF, en paralelo con uno o varios compresores estándar, de manera que estos últimos, solo funcionen a plena carga, para suministrar la demanda estable en el tiempo y el compresor con variación de frecuencia, se encargue de ajustar el caudal generado por el conjunto de la sala a las variaciones de la red.
Sistema combinado de compresores
Compresor 2
Compresor VF
Compresor 1 Compresor 1Compresor VF
Compresor VF