Accionamientos eléctricos para la industria: motores, variadores de frecuencia y control de velocidad. Proyectos, modernización, diagnóstico y capacitación en Chile.
Un accionamiento es el conjunto que convierte energía eléctrica en movimiento controlado: el motor, el variador que regula su velocidad y su par, la medición que cierra el lazo, la mecánica que transmite la potencia a la carga y la comunicación que lo integra al sistema de control. En minería, celulosa, alimentos y servicios básicos mueven correas, bombas, ventiladores, molinos y líneas de proceso, y una falla en cualquiera de esas piezas detiene la producción.
Esta guía reúne nuestros artículos técnicos sobre cada parte del accionamiento y explica cómo trabajamos: desde el proyecto con suministro de equipos hasta la capacitación del personal que los mantiene.
El motor y la carga
Antes de elegir un variador hay que entender qué se mueve y qué exige la carga. Buena parte de los problemas de un accionamiento nace de un desajuste entre lo que el motor puede entregar y lo que la máquina pide.
El motor de inducción
El motor asíncrono trifásico es el caballo de batalla de la industria: robusto, económico y, junto con un variador, capaz de regular su velocidad en un rango amplio. Más en: El motor de inducción, la panorámica de un clásico.
Servomotores, motores paso a paso y motores de inducción
Cada tecnología responde a una necesidad distinta: potencia continua, posicionamiento preciso o respuesta dinámica. Más en: ¿En qué se diferencian?.
Perfiles de carga
Par constante, par cuadrático o potencia constante: el tipo de carga define cómo se dimensiona el accionamiento y cuánta energía se puede ahorrar al regular la velocidad. Más en: Perfiles de carga mecánica.
Acoplamientos motor-carga
El acoplamiento transmite el par y absorbe desalineaciones. Uno mal elegido introduce vibración y desgaste de rodamientos, fallas que suelen atribuirse al motor. Más en: Acoplamientos mecánicos motor-carga.
El variador de frecuencia
Cómo regula la velocidad
La velocidad de un motor de inducción depende de la frecuencia con que se alimenta. El variador la controla en tres etapas: un rectificador convierte la corriente alterna de la red en continua, un bus de corriente continua con condensadores la estabiliza y un inversor de transistores IGBT reconstruye una tensión alterna de frecuencia y amplitud variables mediante modulación por ancho de pulso (PWM).
El modo de control define el desempeño. El control escalar (V/f) mantiene constante la relación entre tensión y frecuencia: es simple y suficiente para bombas y ventiladores. El control vectorial separa las componentes de flujo y de par de la corriente del motor, y entrega par pleno a baja velocidad y una respuesta dinámica mucho mejor, con o sin encoder. Más en: Principio de funcionamiento del variador de frecuencia.
Selección y dimensionamiento
Un variador se dimensiona por la corriente del motor y el tipo de carga, no solo por la potencia: la sobrecarga, el ciclo de trabajo, el frenado y las condiciones del sitio, como la altitud y la temperatura, deciden el equipo adecuado. Más en: Selección y dimensionamiento de variadores de frecuencia.
Sinamics G120
Variador modular de Siemens, con unidad de control y módulo de potencia separados, funciones de seguridad integradas y comunicación PROFIBUS y PROFINET. Más en: Sinamics G120: características, beneficios y aplicaciones.
Medición y realimentación
Velocidad y posición angular
Encoders incrementales y absolutos, resolvers y otros transductores cierran el lazo del control vectorial y del posicionamiento. Su elección depende de la resolución, del entorno y de la interfaz con el variador. Más en: Dispositivos para medición de velocidad y posición angular.
Instalación y compatibilidad electromagnética
Cables entre el variador y el motor
La conmutación rápida del inversor genera interferencias, corrientes de modo común que dañan los rodamientos y, en tramos largos, sobretensiones en los bornes del motor. El tipo de cable y su conexión a tierra deciden buena parte de la confiabilidad. Más en: Cables para conectar un motor a un variador de frecuencia.
Armónicos y calidad de energía
Un variador con rectificador de diodos toma de la red una corriente no senoidal, con armónicos de orden 5, 7, 11 y 13 que calientan transformadores, distorsionan la tensión y pueden afectar a otros consumidores. Reactancias, filtros pasivos o activos y rectificadores de 12 pulsos o de frente activo los reducen; IEEE 519 es la referencia habitual para sus límites. Más en: Armónicos y calidad de energía en sistemas con variadores.
Comunicación del accionamiento
PROFIdrive sobre PROFIBUS y PROFINET
PROFIdrive es el perfil de aplicación de PROFIBUS & PROFINET International para accionamientos: define telegramas estándar, palabras de control y de estado y el acceso a parámetros, de modo que un controlador pueda comandar variadores de distintos fabricantes de la misma forma. Más en: PROFIdrive: cómo se comunica un accionamiento por PROFIBUS y PROFINET, y sobre los buses, PROFIBUS DP y PROFINET.
Como PI Competence Center y PI Training Center acreditados, diagnosticamos las redes que conectan los accionamientos con el sistema de control. El panorama completo está en nuestra guía de comunicaciones industriales.
Seguridad funcional
Funciones de seguridad integradas en el variador
Las funciones de IEC 61800-5-2, como STO (desconexión segura del par) y SS1 (parada segura 1), detienen o inhiben un accionamiento de forma certificada sin cortar su alimentación, y se comandan por cableado o por PROFIsafe sobre PROFIBUS y PROFINET. Más en: Seguridad funcional en accionamientos: STO, SS1 y otras funciones.
Cómo trabajamos los accionamientos
Proyectos con suministro de equipos
Análisis de la carga, selección y dimensionamiento del motor y del variador, suministro de los equipos, programación e integración con el sistema de control. Solicite una cotización para su proyecto
Modernización
Reemplazo planificado de accionamientos sin repuestos, sin soporte del fabricante o sin diagnóstico, conservando lo que sigue en buen estado cuando es posible y con el menor tiempo de parada. Nuestros servicios
Diagnóstico y programación
Análisis de fallas recurrentes y disparos a partir de los registros del variador, mediciones en terreno y el estado de la red; ajuste de parámetros, lazos de control y comunicaciones, con la configuración final documentada. Nuestros servicios · PI Competence Center
Capacitación para personal de mantención
Formación práctica para diagnosticar y resolver fallas sin depender de terceros: arquitectura del variador, parametrización, lectura de alarmas y reemplazo de componentes. Curso de mantención G120 · Cursos de capacitación
Preguntas frecuentes
¿Variador de frecuencia o arrancador suave?
El arrancador suave limita la corriente y el par durante el arranque y la detención, pero en régimen el motor gira a velocidad fija. El variador, además de arrancar suavemente, regula la velocidad en todo momento. Si el proceso no necesita cambiar de velocidad, el arrancador suave suele bastar y cuesta menos; si la necesita, o si la carga es una bomba o un ventilador, donde reducir la velocidad ahorra energía, conviene el variador. Más en: Arrancador suave o variador de frecuencia.
¿Cómo se dimensiona un variador?
Por la corriente del motor y el tipo de carga, no solo por la potencia nominal. Hay que considerar si la carga es de par constante o cuadrático, las sobrecargas y el ciclo de trabajo, la necesidad de frenado y las condiciones del sitio: la altitud y la temperatura obligan a reducir la capacidad del equipo, algo frecuente en faenas mineras de altura. Más en: Selección y dimensionamiento de variadores.
¿Cuándo conviene modernizar un accionamiento?
Cuando el fabricante declara el equipo descontinuado, cuando los repuestos se vuelven escasos o caros, cuando las fallas se repiten sin un diagnóstico claro o cuando el accionamiento debe integrarse a un sistema de control nuevo. Planificar la modernización con tiempo cuesta menos que hacerla después de una falla.
¿Por qué importa el cable entre el variador y el motor?
Porque transporta pulsos de alta frecuencia, no una senoide limpia. Un cable inadecuado o mal aterrizado provoca interferencias en otros equipos, desgaste prematuro de rodamientos y sobretensiones en el aislamiento del motor.
¿Tiene un proyecto o un accionamiento que requiere atención? Escríbanos y solicite una cotización para su proyecto.