Instalación de un convertidor de frecuencia en un mezclador - Ayuda

Tenemos un motor de CA de 30 hp y 1440 rpm instalado en un mezclador.
Polea del motor: 6"
Polea de la máquina: 20"
Según mis cálculos, la mezcladora funciona a 432 rpm.

Procedimiento operativo: El mezclador se carga con aproximadamente 200 kg de materia prima, junto con agua y varios compuestos de mezcla. Luego, el motor es arrancado por un arrancador "Star Delta".

Debido a la alta carga en el mezclador, el motor no puede moverse en la fase "Estrella". La aguja del amperímetro conectado toca el techo, por lo que el consumo de corriente es superior a 80 amperios (el máximo que puede medir el amperímetro).

Cuando el motor de arranque pone el motor en "Delta", arranca con un tirón y el amperímetro indica unos 60 amperios. Después de los 2-3 minutos iniciales, la batidora se estabiliza y el consumo de corriente del motor oscila entre 30 y 40 amperios.

Teniendo en cuenta que instalamos un convertidor de frecuencia para el motor anterior, tengo las siguientes preguntas:

  1. ¿Sería capaz un convertidor de frecuencia de mantener el par necesario a RPM del motor extremadamente bajas?
    Tengo la intención de que el variador de frecuencia acelere lentamente el mezclador a las rpm deseadas, dando así a la mezcla suficiente tiempo para que se estabilice y reduzca la necesidad de un alto consumo de corriente.

  2. ¿Sería suficiente un accionamiento de CA de tipo control V/F para la aplicación anterior?
    Estoy mirando específicamente a Siemens Sinamics V20.

  3. ¿Qué tipo de ahorro de energía aportaría un convertidor de frecuencia para la aplicación anterior?

Otros detalles sobre la fuente de alimentación conectada:
V: 440V
F: 50Hz

Agradecería mucho cualquier y toda ayuda.
Disculpe si alguna suposición es incorrecta, no estoy muy versado en este campo.
Gracias.

Es posible que desee vincular la hoja de datos del controlador del motor, y también la del motor, si la tiene.
Lo siento, no tengo ningún dato del motor ni acceso a la ficha técnica de su controlador. Es muy muy antiguo. ¿Puede intentar responder algunas de las consultas sin tener acceso a estos datos? Me doy cuenta de que puede ser difícil. Gracias
No, no puedo. No tengo idea de las capacidades actuales de la unidad O la corriente de arranque del motor.
Obtuve esto del sitio web de Siemens: SINAMICS V20: una descripción general de la tecnología Rango de voltaje y potencia: 1 CA 200 V - 240 V, ±10 % 3 CA 380 V - 480 V +10 % / -15 % 0,12 kW - 30 kW (0,17 hp hasta 40 hp) Modos de control: V/f, V2/f, FCC, V/f multipunto
1. Las RPM extremadamente bajas siempre son un problema para los motores de inducción. ¿Qué tan bajo es bajo para usted y por cuánto tiempo necesita permanecer allí? 2. Sí. 3. Para tu escenario inicial, no mucho. En aplicaciones de carga ligera donde puede disminuir la velocidad para minimizar pérdidas, algunas.
@winny 1. Necesitaríamos que las aspas del mezclador funcionaran a 400-500 rpm, una vez superada la carga de torsión inicial. Una vez a esa velocidad, deben estar allí durante unos 30 minutos. Creo que podemos cambiar la relación de la polea para asegurarnos de que el ventilador del motor funcione a una velocidad decente para enfriar. | 2. Gracias.| 3. Si obtengo la relación de la polea a 0,5 (Motor:Máquina) y hago funcionar el motor a 900 rpm, podría hacer que la batidora alcance las 450 rpm (ideal). ¿Estima algún ahorro en esta configuración?
Dado que el par de arranque es su principal problema. Lo mejor es mirar un llamado sistema de control vectorial de bucle cerrado. Mira mi respuesta.
@winny, pedí "revoluciones por minuto extremadamente bajas" porque pensé que, dado que el motor no puede funcionar inicialmente debido a la alta carga de par, tal vez podamos acelerarlo lentamente mediante el uso de un convertidor de frecuencia. El punto principal es que, si la velocidad del motor es, por ejemplo, del 10 %, ¿el par también sería del 10 % o sería el mismo que cuando la velocidad es del 100 %? Gracias por tu tiempo.
Tiene casi todo el torque disponible hasta bajas RPM. Quizás no el 10 % de las RPM, pero cerca de eso. Hay muchos problemas a bajas RPM y alto par y tiempos prolongados. Por una vez, la mayoría de los motores tienen sus ventiladores en el mismo eje y, por lo tanto, las mismas RPM. Un giro corto está bien, pero necesita más enfriamiento si quiere hacerlo funcionar así por mucho tiempo.

Respuestas (1)

Agregar un sistema de control V/F podría ser un enfoque. Sin embargo, con solo el control V/F, el regulador no puede ver si el motor está girando realmente. Un paso más allá es agregar un codificador al sistema para que el regulador pueda ver que el motor está girando. En ambas situaciones el par de arranque disponible será más o menos del 150% a bajas frecuencias (3Hz)

Un enfoque diferente podría ser OLV (control vectorial de bucle abierto). Aquí, el motor puede generar un par de aproximadamente el 200 % de su par nominal a frecuencias muy bajas. También aquí es posible un codificador que convierte el sistema en un control vectorial de bucle cerrado CLV. Aquí es posible un modo de control de par. De este modo, el motor se controla al par en lugar de a la velocidad del motor.

Primero intente comprender los principios y luego mire su situación. El control vectorial de bucle cerrado sería mi preferencia para su mezclador. Para este enfoque, puede mirar el SINAMICS G120.

Para sus preguntas específicas.

  1. CLV puede funcionar en una condición de parada y entregaría suficiente par durante el arranque. Puede comparar esto con un motor de CC.

  2. V/F podría ser suficiente, pero no está seguro. Para las otras posibilidades ver arriba.

  3. No creo que se pueda lograr un ahorro de energía. El motor tiene que entregar su energía sea cual sea la situación.

Hola, gracias por la respuesta. Solo necesito una aclaración. Creo que hasta ahora he estado trabajando con la suposición errónea de que la relación entre el par y la velocidad del motor depende únicamente del motor en sí y es independiente del variador. Si estoy absorbiendo todo correctamente, ¿debo buscar un variador que ofrezca un mayor par de arranque a muy bajas frecuencias?
Eso es correcto. Dado que su principal problema es el par de arranque, necesita un control de par a frecuencias muy bajas. Tengo experiencia con motores mezcladores de hasta 300 kW mezclando Oppanol usando clv.
No olvides el enfriamiento. Probablemente se requiera un ventilador externo. En la situación en la que he trabajado, usamos motores refrigerados por agua.
El motor funcionará a frecuencias extremadamente bajas durante unos 10-15 s. Después de eso, tendríamos que aumentarlo a aproximadamente 900 rpm para que el mezclador funcione a nuestro objetivo de RPM de 400-500. (Se supone una relación de polea de 0,5). Frecuencia del motor|RPM del motor|RPM del mezclador Digamos, 3 Hz|90 rpm|45 rpm A 31,25 Hz|937,5 rpm|468,75 rpm El mezclador debe permanecer a esa velocidad durante los próximos 30 minutos. ¿Sientes la necesidad de refrigeración externa en tal caso?
En segundo lugar, ¿existe alguna ventaja económica al reducir la frecuencia y las RPM del motor resultantes? Puedo jugar con las poleas para cambiar las RPM del motor si es necesario. Para nosotros, la eficiencia energética es de suma importancia.
Lo mejor es hacer funcionar el motor a la velocidad nominal siempre que sea posible. A baja velocidad y alto par, el motor se calentará.
Con un par elevado, el motor se calentará y necesitará refrigeración. Mantenga el motor funcionando a la velocidad nominal tan pronto como sea posible. No conozco el motor, pero en muchas situaciones se puede instalar un ventilador externo en el ventilador montado en el eje. Creo que no ganarás en eficiencia. Pero solo un cálculo completo entre ahora y la nueva situación esperada puede dar esa respuesta.
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