Los motores eléctricos ante problemas de calidad e inestabilidad de la red eléctrica (III)
ver 2ª PARTE
Dispositivos de arranque suave
La energización de grandes motores arrancando “across-the-line”
usualmente crea grandes corrientes “in-rush”, que a menudo son seis u
ocho veces la corriente de operación. Las corrientes de arranque como
éstas pueden causar sags de voltaje u otros problemas de calidad. En
realidad, los motores de eficiencia Premium han incrementado la
frecuencia de los problemas de las corrientes de arranque. Las ganancias
de eficiencia obtenidas con los motores más nuevos derivan en gran
medida de la reducción en la resistencia del circuito del rotor,
comparando con los motores convencionales más antiguos. De esa forma, el
par de arranque de los motores más nuevos es más bajo y las corrientes
de arranque son más altas.
Las tensiones de los sistemas eléctricos causados por el arranque de los grandes motores ha impulsado la demanda de equipos con arranque de motor suave. El propósito del equipo con arranque suave es limitar la corriente de arranque. El propósito del equipo de arranque suave incluye controladores de motores especiales y la mayoría VDFs, que pueden usualmente limitar las corrientes de arranque entre una y media y dos veces la corriente de operación nominal de los motores.
Aunque un sistema apropiadamente diseñado no creará problemas de calidad
de la energía, varios factores pueden degradar la calidad del sistema
para mantener un voltaje y corriente apropiados durante los eventos
internos o externos. Por ejemplo, añadiendo cargas monofásicas a una
fase del sistema de distribución puede crearse un desequilibrio de
voltaje entre las fases que llevan a un pobre rendimiento del motor. La
degradación del sistema de tierra también puede interferir con la
operación del equipo o evitar que trabajen apropiadamente los
dispositivos de prevención del fallo.
Supresores de picos de voltaje transitorios
Los supresores de picos de voltaje transitorios (TVSSs) están diseñados
para prevenir que picos de voltaje están diseñados para prevenir picos
repentinos de voltaje que dañen equipos sensibles tales como
computadores, equipos de control numérico, controladores e
instrumentación. Estos dispositivos usualmente contienen varistores de
óxido de metal (MOVs) configurados para proporcionar una trayectoria al
flujo de la corriente durante un evento transitorio. TVSSs proporcionan
protección tanto para los picos de tensión altamente dañinos como ante
transitorios menos observables que, si bien no causan un fallo inmediato
del equipo, incrementan el desgaste acumulativo, acortando su vida de
operación.
Transformadores de aislamiento
Típicamente, los transformadores de aislamiento se usan para filtrar
sobretensiones de señales perjudiciales, ruido, y armónicos que puedan
dañar el equipo. Estos dispositivos casi siempre se usan con VDFs de más
de 1000 HP, pero también se usan con aplicaciones VDFs más pequeñas.
Las desventajas de estos dispositivos incluyen ligeras pérdidas de
eficiencia, la introducción de otros modos de fallo posibles, y el
mantenimiento adicional requerido por el transformador.
Filtros
Dispositivos de filtrado sofisticados se usan con VFDs para prevenir la
entrada de armónicos de alta frecuencia y perturbaciones en los equipos
sensibles y sistemas de distribución. Estos filtros se usan con muchas
aplicaciones electrotecnológicas tales como los equipos de secado de
radio frecuencia y calentamiento por microondas.
Sistemas de suministro de energía ininterrumpible
Los sistemas de suministro de energía ininterrumpible (UPS) se
consideran para plantas en las que los sags o las interrupciones de
energía pueden ser particularmente costosas. Aunque los sistemas UPS
pueden configurarse de muchas formas, se agrupan en dos tipos
principales estático y dinámico.
El sistema estático depende de baterías que proporcionan energía cuando
la energía entrante se interrumpe. Los sistemas dependen de las máquinas
rotatorias o la inercia – usualmente un volante de inercia – que
suministra suministra suficiente fuerza rotatoria a un generador como
para hacer mover un motor que arranque un impulsor principal.
Generación de energía on-site
La generación de energía on-site se usa en aplicaciones de cogeneración
para proporcionar energía de apoyo, standby y emergencia. Los sistemas
de energía on-site consisten en generadores accionados por motores o
turbinas; estos equipos utilizan como combustible hidrocarburos como el
diesel o el propano. Las células de combustible también se prometen como
una interesante alternativa. Las consideraciones claves para
seleccionar sistemas e generación on-site son la máxima carga, número de
veces que el sistema se espera que opera, tiempo requerido para que el
sistema opere, y velocidad de arranque.
Los problemas de corriente y frecuencia no son comunes en los grandes
sistemas de distribución, pero ocurren en plantas que auto-generan. Con
generación on-site, el generador de energía eléctrica se dimensiona para
reflejar las cargas de uso final individual. Cuando grandes cargas se
añaden o el efecto en el generador puede ser significativo. En tales
casos, pueden tener lugar variaciones en la frecuencia y corriente.
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