ARRANQUE DEL MOTOR ELÉCTRICO: ELEGIR ENTRE UN ARRANCADOR SUAVE Y UN VFD

Cuando un motor eléctrico arranca a pleno voltaje, la corriente de entrada puede ser hasta 8 veces mayor que el valor de la placa de identificación. Sin un arrancador de motor, la alta corriente de entrada y el par de arranque pueden causar daños con el tiempo. Muchos sistemas de arranque de motores evitan esto, incluidos los arrancadores suaves y los accionamiento de frecuencia variable (VFD, por sus siglas en inglés). Si bien ambos dispositivos utilizan un método de arranque similar, también existen diferencias importantes.

Seleccionar el sistema de arranque correcto es importante al especificar los controles del motor. Los arrancadores suaves reducen la corriente de arranque y el par en el caso de motores que no requieren controlar la velocidad durante su funcionamiento. Por otro lado, un VFD reduce la corriente de arranque, pero también puede reducir las rpm mientras funciona el motor. Dado que los VFD proporcionan control de velocidad, tienen un precio más alto que los arrancadores suaves para una capacidad de motor determinada.

¿Cómo funciona un arrancador suave?

Un arrancador suave usa componentes electrónicos llamados tiristores para controlar el voltaje de arranque aplicado a un motor. En lugar de aplicar el voltaje nominal de una vez, los tiristores aumentan el voltaje gradualmente a medida que el motor acelera. Al reducir la corriente de entrada y el par, los arrancadores suaves pueden aumentar la vida útil de los motores eléctricos.

Un arrancador suave para un motor trifásico utiliza seis tiristores, que están colocados en pares consecutivos llamados circuitos triac:

• Esta disposición interrumpe parte del voltaje de CA aplicado a un motor, tanto en polaridad positiva como negativa.
• Dado que un arrancador suave debe controlar los tres voltajes por separado, se necesitan tres pares de tiristores.
• Los tiristores también se conocen como rectificadores de control de silicio o SCR (por sus siglas en inglés).

Un arrancador suave solo reduce el voltaje, mientras que la frecuencia se mantiene en 60Hz o 50Hz según el país. Dado que la velocidad de un motor en funcionamiento depende de la frecuencia, no se puede utilizar un arrancador suave para controlar la velocidad. El voltaje reducido puede limitar la corriente de arranque de un motor, pero no reducirá las rpm una vez que la unidad haya arrancado. En realidad, un motor se sobrecalienta con voltaje reducido y esto afecta su vida útil.

Los arrancadores suaves se pueden utilizar con cualquier motor compatible. Son especialmente útiles para arrancar cargas de alta inercia, donde la corriente de entrada y el par serían muy altos a plena tensión. Las cintas transportadoras industriales y los colectores de polvo son dos ejemplos de estas cargas.

¿Cómo funciona un VFD?

Se puede usar un VFD tanto para el arranque del motor como para el control de velocidad. Esto requiere un circuito más complejo, que tiene tres partes principales:

• Rectificador: Convierte el suministro de voltaje CA en voltaje CC.
• Filtro: Mejora la calidad de la tensión CC rectificada.
• Inversor: Convierte el voltaje de CC en CA, pero puede producir un voltaje y una frecuencia diferentes a los de la fuente de alimentación de CA original.

Usando estos circuitos, un VFD puede reducir tanto el voltaje como la frecuencia aplicada a un motor eléctrico. Como un arrancador suave, un VFD aplica un voltaje de arranque más bajo para reducir la corriente y el par. Un VFD mejora el control sobre el par de arranque ya que también puede controlar la frecuencia.

Una vez que un motor está funcionando, un VFD puede ralentizarlo y reducir así el voltaje y la frecuencia. Reducir el voltaje y la frecuencia juntos evita el sobrecalentamiento. Como tal, el VFD no daña el motor.

Los VFD son útiles en aplicaciones donde varía la carga de trabajo del motor, como en sistemas de HVAC (de climatización) y de bombeo. Los motores eléctricos consumen menos energía cuando funcionan a una velocidad reducida, y los consultores de energía a menudo recomiendan los VFD por este motivo.

Conclusión

Al comparar un arrancador suave y un VFD, la mejor opción depende de la aplicación. Los VFD tienen precios más altos que los arrancadores suaves para una capacidad determinada, ya que también pueden controlar la velocidad del motor. Sin embargo, el costo adicional de un VFD se compensa con el ahorro de energía al funcionar a velocidad reducida.

No recomendamos un VFD para arrancar motores que siempre funcionan a máxima velocidad. Estos motores no ofrecen posibilidades de ahorrar energía con la reducción de velocidad. Los arrancadores suaves son la mejor opción en estos casos, ya que cumplen la misma función y son menos costosos. Al tener menos componentes, los arrancadores suaves también son más compactos que los VFD.