12/05/2022
En el mundo de la automatización industrial y el control de procesos, los variadores de velocidad, también conocidos como variadores de frecuencia (VFD) o variadores de velocidad (VSD), desempeñan un papel fundamental. Estos dispositivos permiten ajustar la velocidad y el par de los motores eléctricos, lo que resulta en un control más preciso, ahorro de energía y una mayor vida útil del equipo. Dentro de las diversas tecnologías de control de motores que ofrecen estos variadores, el método conocido como VVW ha ganado relevancia por sus características y aplicaciones específicas, especialmente en variadores desarrollados por ciertos fabricantes.
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El término VVW, que significa Voltage Vector WEG (Vector de Voltaje WEG), es un método de control de la velocidad del motor. Esta tecnología se distingue por su capacidad para ajustar automáticamente la velocidad del motor en respuesta a las variaciones tanto en la carga aplicada al motor como en el suministro de energía eléctrica que recibe el variador. Esta adaptabilidad es crucial en entornos industriales donde las condiciones de operación pueden fluctuar constantemente. A diferencia de métodos de control más simples, el control VVW busca mantener un rendimiento estable y eficiente del motor incluso bajo condiciones cambiantes, optimizando la entrega de voltaje para lograr el vector de flujo magnético deseado.
Los variadores de velocidad que implementan el control VVW, como las series CFW900 y CFW11 de WEG mencionadas en la información, son dispositivos de alta tecnología diseñados para la conducción y el control de motores trifásicos. Estos motores pueden ser de inducción o de imán permanente, cubriendo así una amplia gama de aplicaciones industriales. La precisión en el control de par, velocidad y posición que ofrecen estos variadores, gracias a tecnologías como el VVW, les permite ser utilizados en procesos exigentes que requieren una respuesta dinámica excelente.
Además del VVW, existen otros métodos de control de motores que se pueden encontrar en variadores de frecuencia modernos. Para motores de inducción, el control escalar (V/F) es un método básico que controla la velocidad del motor con compensación de deslizamiento. El control vectorial sin sensor (sin encoder) ofrece un control de par y velocidad con una respuesta dinámica superior, incluso a bajas velocidades. Cuando se requiere la máxima precisión, el control vectorial con encoder utiliza un módulo de encoder para proporcionar un control de velocidad y posición en lazo cerrado, logrando una precisión excepcional en todo el rango de velocidad, incluso con el motor detenido. El control VVW se posiciona como una alternativa que equilibra la complejidad y el rendimiento, ofreciendo una buena respuesta dinámica y adaptabilidad.
Para motores de imán permanente, la tecnología VVW también tiene una variante específica: VVW PM. Este método está optimizado para controlar motores de imán permanente y es particularmente adecuado para aplicaciones de velocidad media a alta donde la eficiencia energética es un requisito primordial. Aplicaciones comunes para VVW PM incluyen ventiladores, bombas y compresores, donde la optimización del consumo eléctrico puede generar ahorros significativos a largo plazo.
Los variadores que incorporan la tecnología VVW, como el CFW900, vienen equipados con una serie de características avanzadas que mejoran su funcionalidad y facilidad de uso. La interfaz hombre-máquina (HMI) suele ser gráfica, moderna e intuitiva, facilitando la interacción. Algunas HMIs son desmontables y cuentan con funcionalidades como selección de dirección de giro, selección local/remoto, conectividad Bluetooth®, reloj en tiempo real (RTC) y teclas dedicadas para arranque, parada y JOG (movimiento a baja velocidad para posicionamiento o prueba).
Una característica innovadora presente en algunos de estos variadores es la gestión térmica inteligente. Dado que los procesos industriales evolucionan y requieren soluciones eficientes en diversos entornos, la capacidad de un variador para adaptarse a diferentes temperaturas ambiente es vital. La función de gestión térmica integrada permite al variador medir la temperatura ambiente y configurar su frecuencia de conmutación para optimizar su rendimiento y fiabilidad en un rango más amplio de condiciones térmicas, haciendo al variador más versátil para distintas aplicaciones industriales.
La conectividad es otro pilar fundamental en los variadores de velocidad modernos. Para integrarse fácilmente en las redes de comunicación industrial, variadores como el CFW900 pueden incluir puertos Ethernet duales con switch incorporado para protocolos como EtherNet/IP, Modbus-TCP y MQTT. También pueden contar con un puerto serial (RS485) para comunicación Modbus-RTU. La conectividad Bluetooth®, junto con aplicaciones móviles dedicadas, permite a los técnicos y operarios monitorizar y parametrizar el variador de forma remota, facilitando el diagnóstico, la copia de seguridad y la restauración de parámetros.
La serie CFW11, otro ejemplo de variador que utiliza control VVW, destaca por su alta productividad y ahorro. Diseñados para uso industrial o profesional, estos variadores ofrecen una instalación y operación simplificadas, a menudo siguiendo una filosofía Plug-and-Play. Pueden incluir accesorios de fácil instalación, como un teclado remoto con protección IP56 para montaje en puerta de armario. La tecnología Vectrue Technology® presente en el CFW11 engloba los diferentes métodos de control disponibles, incluyendo V/F lineal y ajustable, VVW y control vectorial (sin sensor y en lazo cerrado).
Una función interesante del CFW11 es la Optimal Braking®. En aplicaciones con cargas de alta inercia que requieren desaceleraciones rápidas, la energía cinética del motor retorna al variador. Los variadores tradicionales suelen disipar esta energía mediante resistencias de frenado externas, que pueden ser grandes y generar calor. Optimal Braking® es un método de frenado especial en modo de control vectorial que permite lograr un alto par de frenado sin necesidad de una resistencia externa, simplificando la instalación y reduciendo costos.
Otra funcionalidad avanzada es la SoftPLC, que añade capacidades de PLC (Controlador Lógico Programable) al variador sin necesidad de hardware adicional. Esto proporciona flexibilidad al usuario para crear su propio software de aplicación (programa de usuario) utilizando lenguajes como Ladder. La SoftPLC permite acceder a todos los parámetros y entradas/salidas del variador, configurar bloques lógicos, matemáticos y de control, y almacenar la aplicación de usuario en la memoria flash del variador. Esto es útil para implementar lógicas de control sencillas directamente en el variador, reduciendo la necesidad de un PLC externo en ciertas aplicaciones.
Las características técnicas de estos variadores son variadas para adaptarse a diferentes necesidades de potencia y aplicación. Pueden operar con tensiones de alimentación monofásicas o trifásicas en rangos que van desde 200V hasta 690V, con corrientes de salida que cubren un amplio espectro de potencias, desde fracciones de kW/hp hasta cientos de kW/hp. Su diseño a menudo busca la compacidad para optimizar el espacio en el panel eléctrico. Otras características comunes incluyen puertos USB, mayor capacidad de procesamiento, posibilidad de expansión de memoria con tarjetas MicroSD industriales, compatibilidad con protocolos IoT como MQTT, altas clasificaciones de eficiencia (como IE2 según IEC 61800-9-2 / EN 50598-2) y funciones de seguridad integradas como STO (Safe Torque Off) y SS1-t (Safe Stop 1 time controlled).
Algunos modelos de variadores pueden incluir inductancias en el enlace de corriente continua (DC Link) para mejorar la calidad de la energía y reducir las armónicas, lo que también contribuye al ahorro de espacio en el panel al eliminar la necesidad de reactancias externas. Sistemas de enfriamiento inteligentes, robustez del hardware y alta precisión y fiabilidad en el control de velocidad y par son aspectos clave en estos equipos.
Aunque la información proporcionada se centra en variadores de frecuencia y control VVW, también menciona otros tipos de accionamientos eléctricos, como los variadores de corriente continua (DC Drives) y otros fabricantes como Parker. Los variadores DC, como la serie DC590+ de Parker, controlan motores de corriente continua y pueden ofrecer altas corrientes y funcionalidades avanzadas para aplicaciones complejas. Parker también ofrece una gama de variadores de frecuencia (AC Drives) como las series AC20 y AC30, que proporcionan control para motores de CA y de imán permanente utilizando métodos como el control vectorial sin sensor o con encoder, y cuentan con características como puertos Ethernet, opciones de expansión de E/S, funciones de seguridad y herramientas de software para configuración.
En resumen, el control VVW representa una técnica avanzada dentro del campo de los variadores de velocidad industriales, diseñada para ofrecer un control preciso y adaptable de motores eléctricos, tanto de inducción como de imán permanente. Su implementación en variadores como los de las series CFW900 y CFW11 de WEG, junto con otras características como gestión térmica, conectividad y funciones de seguridad, contribuye significativamente a la productividad y eficiencia de los procesos industriales. Comprender estas tecnologías es fundamental para seleccionar el variador adecuado para cada aplicación y optimizar el rendimiento del sistema de accionamiento.
Preguntas Frecuentes:
¿Qué tipo de motores puede controlar el método VVW?
El control VVW (Voltage Vector WEG) está diseñado principalmente para controlar motores trifásicos de inducción. Existe una variante, VVW PM, específicamente para motores de imán permanente.
¿Cuáles son las principales ventajas del control VVW?
Ofrece control de velocidad con ajuste automático a las variaciones de carga y suministro, lo que resulta en un rendimiento estable y eficiente. Contribuye a la precisión en el control de velocidad y par.
¿El control VVW es el único método disponible en los variadores que lo incluyen?
No, variadores como el CFW900 y CFW11 suelen ofrecer múltiples métodos de control, incluyendo escalar (V/F), vectorial sin sensor y vectorial con encoder, además del VVW, para adaptarse a diferentes requisitos de aplicación.
¿Qué es VVW PM y para qué se utiliza?
VVW PM es la versión del control VVW optimizada para motores de imán permanente. Es ideal para aplicaciones de velocidad media a alta donde la eficiencia energética es clave, como en ventiladores, bombas y compresores.
¿La tecnología VVW está relacionada con el control de vehículos automotrices?
No, la información proporcionada describe el control VVW en el contexto de variadores de velocidad industriales para el control de motores en máquinas y procesos de fábrica. No está relacionada con el control de motores o sistemas de propulsión en automóviles o vehículos.
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