Jornadas Técnicas. Soluciones y Ahorro de Energía con Variadores de Velocidad. Gerencia IVSD0. MK Soluciones.

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David Muñoz Castillo
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1 Jornadas Técnicas Soluciones y Ahorro de Energía con Variadores de Velocidad Gerencia IVSD0. MK Soluciones.

2 Schneider Electric - Ahorro de Energía Mayo

3 Schneider Electric - Ahorro de Energía Mayo

4 Schneider Electric - Ahorro de Energía Mayo

5 Schneider Electric - Ahorro de Energía Mayo

6 Schneider Electric - Ahorro de Energía Mayo

7 Contenido Introducción 2. La máquina como elemento final de consumo 3. Posibilidades de Ahorro con Variadores de Velocidad 4. En qué aplicaciones se puede ahorrar energía con Variadores 5. Ejemplos de aplicación 6. Nuestras soluciones 7. Eco8. Software para el cálculo del ahorro de energía. 8. Conclusión 2

En qué aplicaciones se puede ahorrar energía con Variadores 5.

8 Introducción Un variador de velocidad flexibiliza los procesos porque permite que los motores trabajen a diferentes velocidades. Esto se traduce en: mayor productividad menor mantenimiento Ahorro de energía Control más simple... Esta Charla se centra en la máquina como Elemento Final de Consumo y las Ventajas del uso del Variador de Velocidad 3

Esto se traduce en: mayor productividad menor mantenimiento Ahorro de energía Control

9 La máquina: elemento final de consumo Consume Energía Eléctrica para producir Energía Mecánica. Ventiladores bombas centrífugas Compresores Elevadores Transportadores 4

10 La máquina: elemento final de consumo Potencia Mecánica: Potencia = Fuerza x Velocidad 5

11 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en potencia rectiva. El FACTOR DE POTENCIA de un convertidor de frecuencia. 6

12 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en potencia rectiva. El FACTOR DE POTENCIA en función de la carga. 7

13 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en la selección del motor. La Ecuación Mecánica: Par Motriz Par Resistente + Par Aceleración + Pérdidas. Ejemplo de un ventilador: Par Motriz kω 2 + J + Pérdidas. dω..dt 8

14 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en la selección del motor. La Ecuación Mecánica: caso del ventilador... en arranque directo: Par Motriz kω 2 + J Pérdidas. Par Motriz = con Variador de Velocidad: Par Motriz kω 2 + J Pérdidas. Par Motriz = 111 9

.. en arranque directo: Par Motriz kω 2 + J 100. 1 + Pérdidas.

15 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en mantenimiento: Los elementos de transmisión de potencia duran más: ejes, poleas, correas, reductores, etc. Las máquinas duran más: menor desgaste a menor velocidad Menor tiempo muerto Productividad Ahorro en tiempo de instalación El variador de velocidad incorpora todos los elementos necesarios para un gobierno total del motor y su instalación es muy simple PID, I/O, alarmas, umbrales,... 10

Las máquinas duran más: menor desgaste a menor velocidad Menor tiempo muerto Productividad Ahorro en tiempo de

16 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en potencia activa El consumo de potencia activa de un motor conectado a un variador de velocidad es similar a la potencia mecánica. Eficiencia El Ahorro en Potencia Activa es uno de los conceptos más importantes de las aplicaciones con Variador de Velocidad 11

17 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro en potencia activa La Cadena Cinemática 12

18 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro de potencia activa en las máquinas centrífugas Gracias a las LEYES DE AFINIDAD de las cargas centrífugas se pueden obtener significativos ahorros de energía a bajas velocidades de operación del motor. Flujo = K x ω Presión = K x ω 2 (Par) Potencia = K x ω 3 13

centrífugas se pueden obtener significativos ahorros de energía a bajas

19 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro de potencia activa en las maquinas centrífugas 14

20 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro de potencia activa en las maquinas centrífugas Arranque Directo La velocidad del Motor es fija : la variación del flujo es obtenida por un elemento mecánico como un damper, válvula... La reducción de flujo hace variar muy poco la potencia absorbida. Ejemplo de un ventilador : Regulación de flujo por damper a la salida al 80% del flujo nominal, el consumo de potencia es el 95% de la potencia nominal Motor con Variador de Velocidad La velocidad del motor varía de acuerdo con el flujo requerido La reducción de flujo genera una gran disminución de la potencia absorbida Ejemplo de un ventilador equipado con un Altivar 61: La regulación del flujo a través del Altivar al 80% del flujo nominal, el consumo es el 50% de la potencia nominal 15

Ejemplo de un ventilador : Regulación de flujo por damper a la salida al 80% del flujo nominal, el consumo de potencia es el 95% de la potencia nominal Motor con Variador de Velocidad La velocidad

21 Posibilidades de Ahorro con un Variador Ahorro de potencia activa en las maquinas centrífugas 16

22 En qué aplicaciones se puede Ahorrar energía con Variadores? En las que la carga varía en función del flujo Ventiladores Bombas Compresores centrífugos y de tornillo Leyes de afinidad de las máquinas centrífugas: Una pequeña reducción en velocidad produce una reducción significativa en la potencia 20% de reducción en velocidad, produce 50% reducción de potencia Gracias a las leyes que gobiernan los ventiladores y las bombas centrífugas, el volumen de agua o aire decrece directamente con la velocidad del ventilador o la bomba. 17

23 Ejemplos de Aplicación Sistemas de Aire Acondicionado (Bombeo, Ventilación, Compresores) Sistemas modulares (split) de aire acondicionado usados principalmente en edificios residencialses Chillers (Air-cooled or water-cooled) Sistemas centralizados de aire acondicionado para edificios grandes & construcciones comerciales 18

24 Ejemplos de Aplicación Sistemas de Aire Acondicionado 19

25 Ejemplos de Aplicación Ventiladores 20

26 Ejemplos de Aplicación Bombas Centrífugas 21

27 Ejemplos de Aplicación Regulación de Presión de Suministro de Agua. Objetivo: Mantener constante la presión de la red sea cual sea el caudal. Funcionamiento: La velocidad de la moto-bomba aumenta cuando la presión de la red disminuye. 22

28 Ejemplos de Aplicación Regulación de CO 2 en un parking público. Objetivo: Funcionamiento: Mantener un nivel de CO 2 salubre. La velocidad del ventilador aumenta a medida que el nivel de co 2 aumenta. 23

29 Ejemplos de Aplicación Regulación de presión en un compresor de Tornillo. Objetivo: Funcionamiento: Mantener la presión constante en la instalación neumática. La velocidad del compresor aumenta a medida que se abren nuevos puestos de trabajo. 24

30 Ejemplos de Aplicación Regulación de velocidad de un agitador de líquidos. Objetivo: Funcionamiento: Variar la velocidad de las aspas para obtener un producto. La velocidad del agitador se regula en función de la textura a del proceso. 25

31 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Variador específico para Bombas Centrífugas y Ventiladores 26

32 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Gama UL Tipo 1/ IP21 380/480 V trifásica De 0.75 KW a 630 kw Filtro CEM (RFI) integrado en todos los calibres Gama UL Tipo 1/ IP21 200/240 V trifásica De 0.75 kw a 90 kw Filtro CEM integrado hasta 7.5 kw Funcionamiento en monofásico hasta 7,5 KW con desclasificación 27

33 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Continuidad de Servicio Soporta subtensión de red hasta de - 50%. Protección contra la polución de las redes con los filtros CEM (RFI) Integrados Funcionamiento hasta 50 C sin declasificación Comportamiento configurable ante falla Gestión de las alarmas Adaptación de la frecuencia de corte Gran inmunidad del Variador 28

34 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Protección del motor contra sobretensiones: específica para grandes longitudes de cable. Limita las sobretensiones en el motor, generadas por las grandes longitudes de cable entre variador motor, a máximo 2 veces la tensión del bus DC. Solución para instalaciones has ta 150m (consultar). 29

35 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Incluye filtro de armónicos. Versión UL Tipo 1 / IP20 Idem ATV71: P > 18Kw, filtro de armónicos en el bus DC para una THD máxima del 80%. Filtro adicional (en bus DC ó en la línea) para THD < 48% (EN ) hasta 90KW Filtro incluido en el bus DC para THDI < 48% para Potencias > a 90 Kw (EN ). PO M PC/- 30

36 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Extensión de la Gama 2008 Enfriado por aire: Disponible fin 2008 Hasta 2,4 MW en 690 V Hasta 1,2 MW en 480 V Enfriado por agua: Disponible fin 2008 Hasta 2,4 MW en 690 V Hasta 1,2 MW in 480 V Opciones disponibles 12 pulsos Diseños específicos 31

37 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Aplicación a Presión Constante. Visualización en tiempo real de la variable leída (presión del sistema) y del set point (referencia de presión). Texto editable 12 caracteres Valor del Set Point Texto editable 3 caracteres Valor del Retorno Texto editable 3 caracteres 32

38 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Soluciones para motores en Media Tensión. Step Down / Step Up transformer. Bombas y Ventiladores en Media Tensión Petróleo, Cementos, Minería, Química Bombas Electrosumergidas (BES) Petróleo. 33

39 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Soluciones para motores en Media Tensión. Step Down / Step Up transformer. Line voltage up to 6,6 kv Line Voltage up to 6kV Step-down Transformer Step Down Transformer Inverter Adapted sinus motor filter Sinewave Motor Filter Step-up Transformer Step Up Transformer MV motor Medium Voltage Motor ATV 34

40 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Soluciones para motores en Media Tensión. Step Down / Step Up transformer. 35

41 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad ALTIVAR 61. Soluciones para motores en Media Tensión hasta 6,6KV, par variable. Step Down / Step Up transformer. 36

42 Nuestras Soluciones Variador de Velocidad Altivar Variador de Velocidad en media tensión 0,5 hasta 10MW. 37

43 Eco8. Software Software para el cálculo de Ahorro de Energía Estimation basada en las características del motor y del ciclo de operación Hoja de resultados : Consumo de potencia con y sin el drive Ahorros realizados Periodo del retorno de la inversión 38

44 Make the most of your energy

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