Jornadas Técnicas Soluciones y Ahorro de Energía con Variadores de Velocidad Gerencia IVSD0. MK Soluciones.
Contenido... 1. Introducción
2. La máquina como elemento final de consumo 3. Posibilidades de Ahorro con Variadores de Velocidad 4. En qué aplicaciones se puede ahorrar energía con Variadores 5. Ejemplos de aplicación 6. Nuestras soluciones 7. Eco8. Software para el cálculo del ahorro de energía. 8. Conclusión
Introducción ● Un
variador de velocidad flexibiliza los procesos porque permite que los motores trabajen a diferentes velocidades. Esto se traduce en: ●
mayor productividad
●
menor mantenimiento
● Ahorro
de energía
●
Control más simple
●
...
Esta Charla se centra en la máquina como Elemento Final de Consumo y las Ventajas del uso del Variador de Velocidad
La máquina: elemento final de consumo ● Consume
Energía Eléctrica para producir Energía Mecánica.
● Ventiladores
● bombas
centrífugas
● Compresores
● Elevadores
● Transportadores
La máquina: elemento final de consumo ● Potencia
Mecánica:
Potencia = Fuerza x Velocidad
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en potencia rectiva.
●El
FACTOR DE POTENCIA de un convertidor de frecuencia.
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en potencia rectiva.
●El
FACTOR DE POTENCIA en función de la carga.
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en la selección del motor.
●La
Ecuación Mecánica:
●Par
Motriz ≥
Par Resistente + Par Aceleración + Pérdidas.
Ejemplo de un ventilador:
●Par
Motriz ≥
kω2
+
dω J .d t
.
+ Pérdidas.
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en la selección del motor.
●La
●.
●.
Ecuación Mecánica: caso del ventilador
. . en arranque directo:
– Par Motriz ≥ kω2 +
J 100 . 1
+ Pérdidas.
– Par Motriz ≥ 100 +
100
+1
= 201
. . con Variador de Velocidad:
– Par Motriz ≥ k
ω2
100 + J . 10
– Par Motriz ≥ 100 +
10
+ Pérdidas. +1
= 111
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en mantenimiento:
● Los
elementos de transmisión de potencia duran más: ejes, poleas, correas, reductores, etc.
● Las
●
máquinas duran más: menor desgaste a menor velocidad
Menor tiempo muerto ● Productividad
● Ahorro
en tiempo de instalación
● El
variador de velocidad incorpora todos los elementos necesarios para un gobierno total del motor y su instalación es muy simple ●PID,
I/O, alarmas, umbrales, . . .
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en potencia activa
El consumo de potencia activa de un motor conectado a un variador de velocidad es similar a la potencia mecánica. – Eficiencia
El Ahorro en Potencia Activa es uno de los conceptos más importantes de las aplicaciones con Variador de Velocidad
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
en potencia activa
La Cadena Cinemática
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
de potencia activa en las máquinas centrífugas
Gracias a las LEYES DE AFINIDAD de las cargas centrífugas se pueden obtener significativos ahorros de energía a bajas velocidades de operación del motor.
–
Flujo
=K
x
ω
–
Presión
=K
x
ω2
=K
x
ω3
(Par)
–
Potencia
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
de potencia activa en las maquinas centrífugas
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
de potencia activa en las maquinas centrífugas
Arranque Directo ●
La velocidad del Motor es fija : la variación del flujo es obtenida por un elemento mecánico como un damper, válvula . . .
●
La reducción de flujo hace variar muy poco la potencia absorbida.
●
Ejemplo de un ventilador : ● Regulación de flujo por damper a la salida ● al 80% del flujo nominal, el consumo de potencia es el 95% de la potencia nominal
Motor con Variador de Velocid ad ●
La velocidad del motor varía de acuerdo con el flujo requerido
●
La reducción de flujo genera una gran disminución de la potencia absorbida
●
Ejemplo de un ventilador equipado con un Altivar 61: La regulación del flujo a través del Altivar ● al 80% del flujo nominal, el consumo es el 50% de la potencia nominal ●
Posibilidades de Ahorro con un Variador ● Ahorro
de potencia activa en las maquinas centrífugas
En qué aplicaciones se puede Ahorrar energía con Variadores ? ●
En las que la carga varía en función del flujo ● Ventiladores ● Bombas ● Compresores
● Leyes
centrífugos y de tornillo
de afinidad de las máquinas centrífugas:
● Una
pequeña reducción en velocidad produce una reducción significativa en la potencia ●20%
de reducción en velocidad, produce 50% reducción
de potencia
Gracias a las leyes que gobiernan los ventiladores y las bombas centrífugas, el volumen de agua o aire decrece directamente con la velocidad del ventilador o la bomba.
Ejemplos de Aplicación ● Sistemas
de Aire Acondicionado (Bombeo, Ventilación, Compresores) ● Sistemas
modulares (split) de aire acondicionado usados principalmente en edificios residencialses
● Chillers
(Air-cooled or water-cooled)
● Sistemas
centralizados de aire acondicionado para edificios grandes & construcciones comerciales
Ejemplos de Aplicación ● Sistemas
de Aire Acondicionado
Ejemplos de Aplicación ● Ventiladores
Ejemplos de Aplicación ● Bombas
Centrífugas
Ejemplos de Aplicación ● Regulación
de Presión de Suministro de Agua.
Objetivo:
Mantener constante la presión de la red sea cual sea el caudal.
Funcionamiento:
La velocidad de la moto-bomba aumenta cuando la presión de la red disminuye.
Ejemplos de Aplicación ● Regulación
de CO2 en un parking público.
Objetivo:
Mantener un nivel de CO2 salubre.
Funcionamiento:
La velocidad del ventilador aumenta a medida que el nivel de co2 aumenta.
Ejemplos de Aplicación ● Regulación
de presión en un compresor de Tornillo.
Objetivo:
Mantener la presión constante en la instalación neumática.
Funcionamiento:
La velocidad del compresor aumenta a medida que se abren nuevos puestos de trabajo.
Ejemplos de Aplicación ● Regulación
de velocidad de un agitador de líquidos.
Objetivo:
Variar la velocidad de las aspas para obtener un producto.
Funcionamiento:
La velocidad del agitador se regula en función de la textura a del proceso.
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Variador específico para Bombas Centrífugas y Ventiladores
Nuestras Soluciones ● Variador
●
●
de Velocidad ALTIVAR 61.
Gama UL Tipo 1/ IP21 380/480 V tr ifásica ●
De 0.75 KW a 630 kW
●
Filtro CEM (RFI) integrado en todos los calibres
Gama UL Tipo 1/ IP21 200/240 V trifásica ●
De 0.75 kW a 90 kW
●
Filtro CEM integrado hasta 7.5 kW
●
Funcionamiento en monofásico hasta 7,5 KW con desclasificación
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Continuidad de Servicio ● Soporta
subtensión de red hasta de - 50%.
● Protección
contra la polución de las redes con los filtros CEM (RFI)
Integrados ● Funcionamiento
hasta 50°C sin declasificación
● Comportamiento ● Gestión
de las alarmas
● Adaptación ● Gran
configurable ante falla
de la frecuencia de corte
inmunidad del Variador
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Protección del motor contra sobretensiones: específica para grandes longitudes de cable. ● Limita
las sobretensiones en el motor, generadas por las grandes longitudes de cable entre variador – motor, a máximo 2 veces la tensión del bus DC.
● Solución
para instalaciones has ta 150m (consultar).
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Incluye filtro de armónicos. ● Versión ●P
UL Tipo 1 / IP20 Idem ATV71:
> 18Kw, filtro de armónicos en el bus DC para una THD máxima del 80%.
● Filtro
adicional (en bus DC ó en la línea) para THD < 48% (EN61000-3-12) hasta 90KW
● Filtro
incluido en el bus DC para THDI < 48% para Potencias > a 90 Kw (EN61000-3-12). PO
M
PC/-
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61. ● Extensión de la Gama 2008
● Enfriado
por aire: Disponible fin 2008
Hasta 2,4 MW en 690 V ● Hasta 1,2 MW en 480 V ●
● Enfriado
por agua: Disponible fin 2008
Hasta 2,4 MW en 690 V ● Hasta 1,2 MW in 480 V ●
● Opciones
disponibles
12 pulsos ● Diseños específicos … ●
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Aplicación a Presión Constante. ● Visualización
en tiempo real de la variable leída (presión del sistema) y del set point (referencia de presión).
Texto editable 12 caracteres
Valor del Set Point
Valor del Retorno
Texto editable 3 caracteres
Texto editable 3 caracteres
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Soluciones para motores en Media Tensión. ● Step
Down / Step Up transformer.
●Bombas
y Ventiladores en Media Tensión
– Petróleo, Cementos, Minería, Química ●Bombas
Electrosumergidas (BES)
– Petróleo.
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Soluciones para motores en Media Tensión. ● Step
Down / Step Up transformer.
Line voltage Line Voltage up up toto6,6 6kVkV
Step-down Step Down Transformer Transformer
Inverter Inverter
ATV
Adapted sinus Sinewave motor filter Motor Filter
Step-up Step Up Transformer Transformer
MV motor Medium Voltage Motor
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Soluciones para motores en Media Tensión. ● Step
Down / Step Up transformer.
Nuestras Soluciones ● Variador
de Velocidad ALTIVAR 61.
Soluciones para motores en Media Tensión hasta 6,6KV, par variable. ● Step
Down / Step Up transformer.
Nuestras Soluciones ● Variador
Altivar 1000 .
de Velocidad
Variador de Velocidad en media tensión 0,5 hasta 10MW.
Eco8. Software ● Software
para el cálculo de Ahorro de Energía
● Estimation
basada en las características del motor y del ciclo de operación
● Hoja
de resultados :
● Consumo
de potencia con y sin el drive
● Ahorros
realizados
● Periodo
del retorno de la inversión
