Importancia del autoajuste en variadores vectoriales



Importancia del autoajuste en variadores vectoriales:

En sus inicios, los variadores ofrecían un control de velocidad muy básico. Sabiendo que el resbalamiento nominal del motor de inducción es bajo, se puede asumir que la velocidad del motor es similar a la frecuencia de salida del variador.


Por ejemplo en un motor de 1450 rpm – 50Hz nominales la velocidad en vacío es prácticamente 1500 rpm mientras que con un 100% de carga esa velocidad sólo cae 50 rpm. Con el variador de velocidad podemos inyectar cualquier frecuencia al motor, y si está bien configurado el resbalamiento siempre será de 50 rpm a plena carga.


Para lograr este comportamiento es importante programar correctamente la curva “Tensión-Frecuencia (v/f)” que le da su nombre al método de control.


Idealmente debe existir una proporcionalidad entre la tensión y la frecuencia para obtener un torque constante pero a baja frecuencia la curva real es bastante alineal y depende en gran medida de cada motor.


Es evidente que este método de control tiene problemas a baja velocidad porque el resbalamiento de 50 rpm tiene cada vez mayor peso respecto de la velocidad deseada a medida que disminuye la velocidad.

Por ejemplo si la frecuencia de salida es de 5Hz la velocidad en vacío sería de 150 rpm, pero a plena carga bajaría a 1


00 rpm resultando una variación del 33%, y eso asumiendo que la curva v/f esté bien configurada y que los parámetros del motor no varíen significativamente con la temperatura lo cual es imposible. Los variadores modernos incorporan algunas compensaciones para reducir un poco este error pero de todas formas el control v/f sigue siendo una forma poco eficiente de controlar el motor a baja velocidad.


Control Vectorial:

El control vectorial a diferencia del v/f permite estimar el flujo magnético y el torque, y en base a esas estimaciones efectúa las correcciones necesarias.


Para entender un poco el comportamiento del control vectorial hay que tener en cuenta que para compensar una diferencia de velocidad determinada el variador puede jugar con las 2 variables de salida simultáneamente:



Tensión: Aumentar la tensión de salida hace aumentar el flujo magnético lo que ayuda a reducir el resbalamiento. Sin embargo la tensión no se puede aumentar indefinidamente porque alcanzada la saturación el flujo no aumenta pero sí la corriente, reduciendo drásticamente la eficiencia del motor.

Frecuencia: Aumentar la frecuencia de salida provoca una mayor corriente de rotor lo que ayuda a generar más torque y reducir el resbalamiento, pero aumentarla sin el flujo suficiente puede provocar una corriente de rotor excesiva reduciendo nuevamente la eficiencia del motor.

Para determinar la frecuencia y tensión de salida óptima para cada condición de carga el control vectorial se basa en los parámetros del motor. De esta forma el variador sabe cómo reaccionar ante un cambio en la carga aumentando o disminuyendo tanto la tensión como la frecuencia en la proporción justa para mantener la velocidad constante.


El control vectorial bien ajustado permite fácilmente reducir el error de velocidad unas 10 veces respecto del control v/f, es decir que el error de 50 rpm del ejemplo pasaría a ser menor a 5 rpm lo que representa un 0,33% a velocidad nominal o un 3,3% a 150 rpm.

Autoajuste del motor

Las variadores de velocidad modernos incorporan un procedimiento de autoajuste que les permite identificar los parámetros del motor necesarios para optimizar el control vectorial. Si bien muchos de los parámetros están disponibles en la placa del motor, hay otros como la resistencia del bobinado y los cables, inductancia de dispersión y corriente de vacío entre otros, que difícilmente figuren.


Yaskawa ofrece 3 modos de autojuste de motor para motores de inducción:

Autoajuste rotacional (T1-01 = 0):

Para este ajuste es necesario que el motor pueda girar a velocidad nominal y en vacío o con una carga inferior al 30%. En el menú de autoajuste se ingresan los parámetros de placa del motor y se ejecuta el autoajuste durante el cual el equipo realiza pruebas en el motor a distintas velocidades. Si el ajuste resulta satisfactorio tanto la curva v/f en los parámetros E1-xx como los parámetros del motor en E2-xx quedarán configurados de acuerdo al motor por lo que probablemente no se requieran ajustes adicionales.

Autoajuste estático (T1-01 = 1):

Este autoajuste permite identificar algunos parámetros del motor pero al hacerlo sin girar el eje los parámetros E2-02 (resbalamiento nominal) y E2-03 (corriente de vacío) no pueden ser determinados. Por esa razón deberán ser ingresados manualmente luego del ajuste.