Control de velocidad de ventiladores AC


Tipos de controladores para ventiladores AC

Ventiladores AC


Este tipo de ventiladores funcionan con un motor AC. Dichos motores precisan una tensión de alimentación AC. La mayoría de los ventiladores AC tienen motores regulables por tensión. Esto significa que la velocidad del ventilador se reduce a través de la reducción de la tensión suministrada al motor. Los motores regulables por tensión se pueden controlar a través de reguladores electrónicos de velocidad de ventiladores, reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores o variadores de frecuencia. Cuando al motor se suministra la tensión nominal el ventilador funciona a velocidad nominal.

En algunos casos, el motor AC no está completamente integrado en la caja del ventilador. Esto significa que la eficiencia energética del motor AC se puede probar por separado. La eficiencia energética de los motores AC se define por el estándar internacional IEC 60034 30-1 y se encuentra marcada en la placa de identificación del motor. Se definen las siguientes clasificaciones internacionales:

  • IE1 Eficiencia Estándar
  • IE2 Alta Eficiencia
  • IE3 Eficiencia Premium
  • IE4 Eficiencia Super Premium

La velocidad del ventilador AC se puede controlar por:

Para conseguir un nivel de eficiencia IE4, la mayor parte de los fabricantes de motores se ven obligados a utilizar imanes permanentes para minimizar las pérdidas de energía en el rotor. Esto hace que la mayoría de los motores IE4 sean motores AC síncronos. Como consecuencia de todo ello un gran número de motores IE4 se pueden controlar solamente por variadores de frecuencia.

En muchos casos, la velocidad del ventilador deseada se puede ajustar por un potenciómetro instalado en su caja. Otra posibilidad es ajustar la velocidad del ventilador de una manera remota a través de una señal de control.

Esta señal de control puede ser digital (Modbus RTU) o analógica (generalmente de tipo 0-10 V). Más información sobre estas señales de control se puede encontrar en la página siguiente. En primer lugar, ofreceremos más detalles sobre las diferentes tecnologías para control de la velocidad de ventiladores AC.

Tipos de controladores


Reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores

Reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores


Los reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores ofrecen un control gradual, (en escalones), de motores eléctricos. Utilizan autotransformadores para reducir la tensión suministrada al motor, reduciendo así su velocidad. Gracias a esta tecnología, generan una tensión de alimentación con una forma sinusoidal perfecta. Esto tiene como resultado un funcionamiento del motor muy silencioso y una larga vida útil.

Los autotransformadores son transformadores eléctricos con un único devanado. A través de sus diferentes tomas de tensión ofrecen una variedad de tensiones reducidas. Un recubrimiento impregnado especial reduce el ruido eléctrico de los autotransformadores. Sin embargo, en entornos silenciosos, el zumbido típico causado por las chapas del transformador puede ser notable.

Los reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores son una solución muy rentable, que también destaca con su alta eficiencia y estabilidad. Dichos dispositivos también se pueden usar en circunstancias con una fuente de alimentación inestable.

Este tipo de reguladores de velocidad de ventiladores son fáciles de instalar. Dichos dispositivos no requieren una configuración. Algunos reguladores de velocidad de ventiladores por transformadores tienen un botón giratorio para ajuste manual de la velocidad del motor. Otros modelos se pueden controlar de una manera remota a través de Modbus o mediante una señal de control analógica.

Reguladores electrónicos de velocidad de ventiladores


Los reguladores electrónicos de velocidad de ventiladores ofrecen un control progresivo de motores AC. Generalmente estos reguladores se utilizan para optimizar la velocidad de ventiladores o bombas con motores AC en aplicaciones HVAC. Estos dispositivos usan el control de ángulo de fase - la tecnología TRIAC para reducir la tensión de alimentación suministrada al motor. Los reguladores TRIAC normalmente son adecuados para motores cuyo amperaje máximo no supera 10 A. Gracias a dicha tecnología, estos dispositivos son completamente silenciosos. Estos reguladores reducen la tensión al eliminar partes de la misma. A consecuencia de esto, la tensión que se suministrará al motor no tendrá una forma sinusoidal perfecta. Por eso se usa un microprocesador para optimizar la detección de cruce por cero. Esta solución posibilita que los TRIACs se controlen con mayor precisión. Así se consigue un funcionamiento silencioso del motor.

No obstante, dependiendo del tipo de motor, puede producirse algún ruido adicional del motor cuando funciona a baja velocidad. El aumento de la tensión mínima que se suministra al motor reducirá el nivel de ruido.

Algunos reguladores electrónicos tienen un potenciómetro integrado para ajuste manual de la velocidad del ventilador. Otros modelos se pueden controlar de una manera remota a través de Modbus o mediante una señal de control analógica.

Generalmente los reguladores electrónicos no requieren una configuración. La velocidad mínima se puede ajustar a través de un trimer o mediante la comunicación Modbus.

Reguladores electrónicos de velocidad de ventiladores
Variadores de frecuencia

Variadores de frecuencia


Los variadores de frecuencia o convertidores de frecuencia VFD ofrecen un control muy preciso para los varios tipos de motores AC. ¿Cuál es la diferencia entre los variadores de frecuencia y los reguladores electrónicos? Los variadores de frecuencia aplican la tecnología de Transistores Bipolares de Puerta Aislada - IGBT para variar ambas, la tensión de salida y la frecuencia. Así la tensión de alimentación suministrada al motor tiene una forma sinusoidal casi perfecta, garantizando su funcionamiento silencioso. Dependiendo de los ajustes, el propio variador de frecuencia también puede funcionar de forma muy silenciosa.

Debido a la alta frecuencia de conmutación de los IGBTs se requieren filtros especiales para reducir la contaminación electromagnética EMC. Este hardware adicional tiene su precio. El control preciso del motor también exige una configuración más completa. La conclusión final es que los variadores de frecuencia son más caros que los reguladores electrónicos, resultan también más complicados para configuración e instalación, pero ofrecen un mejor control del motor. Este tipo de controladores de velocidad de motores destacan con su alta eficiencia energética, siendo también capaces de controlar corrientes con un gran amperaje.

La velocidad del motor se puede ajustar a través de una interfaz de control, (potenciómetro o botones pulsadores). Además, el ajuste de la velocidad del motor se puede realizar de una manera remota a través de la comunicación Modbus o mediante una señal de control analógica.

Protección térmica para ventiladores AC


Generalmente los motores AC destacan con su larga vida útil. Sin embargo, el funcionamiento de un motor AC a baja velocidad durante un período de tiempo más largo no está exento de riesgos. A baja velocidad, el motor se enfría menos. Esto puede provocar un sobrecalentamiento de los devanados del motor, que a su vez puede causar una degradación su aislamiento. Como consecuencia de todo ello pueden ocurrir fugas eléctricas, cortocircuitos y eventualmente avería del motor. Para evitar tales problemas es muy importante no permitir que el motor se sobrecaliente.

Para eso, muchos motores AC tienen contactos térmicos, conocidos también como contactos TK. Estos contactos térmicos miden la temperatura en los devanados del motor. En caso de sobrecalentamiento del motor, los contactos TK se abren. Algunos controladores de velocidad de ventiladores ofrecen una protección adicional contra el sobrecalentamiento a través de su función de monitorización TK. Esta función desactiva el motor en caso de sobrecalentamiento para evitar daños. Al mismo tiempo, la salida de alarma se activará para indicar un problema con el motor. En caso de que su motor no tenga contactos TK, debe colocarse un puente entre los terminales TK del controlador o desactivar la función de monitorización TK.

Protección térmica para ventiladores AC

¿Cómo asegurar un funcionamiento seguro del motor?


Interruptores-seccionadores

Interruptores-seccionadores


En caso de mantenimiento o cuando hay que cambiarse un motor, es importante asegurarse que el motor no esté alimentado. La mejor garantía es instalar un interruptor-seccionador con posición OFF, que se puede cerrar. Estos interruptores se pueden bloquear en la posición de apagado - OFF con un candado para garantizar la seguridad del técnico durante las actividades de mantenimiento. Habitualmente, los interruptores-seccionadores se instalan cerca del motor o en zona con acceso fácil.

Disyuntores de motor


Los disyuntores de motor son dispositivos, que combinan la función de interruptores de baja tensión y la función de relés contra sobrecarga térmica. Estos dispositivos garantizan protección del motor contra sobrecarga, pérdida de fase y cortocircuitos. Generalmente los disyuntores de motor se instalan dentro o cerca de los cuadros eléctricos.

Disyuntores de motor