1 / 5
En el ámbito del control de motores industriales, las unidades de frecuencia variable (VFD) y los arrancadores suaves juegan roles fundamentales. Aunque ambos dispositivos controlan el arranque y la parada de motores eléctricos, poseen características operativas y técnicas significativamente diferentes que analizamos a continuación.
Un arrancador suave se utiliza generalmente en aplicaciones donde hay una corriente de entrada grande que podría dañar el motor, mientras que un VFD controla y puede variar de forma continua la velocidad de un motor.
En este artículo se analiza:
Un arrancador suave trifásico típico utiliza seis tiristores o rectificadores controlados por silicio (SCR), orientados en una configuración antiparalela para arrancar los motores eléctricos suavemente.
Un tiristor está compuesto por 3 partes esenciales:
Cuando se aplica un pulso interno a la puerta, permite que la corriente fluya desde el ánodo al cátodo, enviando potencia al motor. Cuando no se aplican impulsos internos a la puerta, los SCR (rectificadores controlados por silicio) permanecen apagados, restringiendo la corriente de alimentación hacia el motor.
Estos impulsos internos limitan la tensión aplicada al motor, reduciendo de manera efectiva el impacto de la corriente de entrada. Los impulsos se envían en función de un tiempo de rampa preestablecido, logrando que el motor arranque con una corriente constante y suave hasta alcanzar la velocidad máxima. Al detener la marcha, el arrancador suave desacelera el motor de forma controlada y análoga.
Los Variadores de Frecuencia (VFD) constan de tres componentes principales para su funcionamiento:
Un VFD ofrece esencialmente todas las capacidades de un arrancador suave junto con la ventaja del control de la velocidad. Para determinar cuál elegir, se deben considerar los siguientes factores clave:
Si su aplicación solo presenta una corriente de entrada elevada en el arranque pero no requiere ajustar la velocidad durante el ciclo de trabajo, el arrancador suave es la opción óptima. Por el contrario, si requiere control variable de velocidad, la elección de un VFD es indispensable.
Dado que un arrancador suave tiene menos componentes y una arquitectura de control más sencilla, su precio en el mercado es generalmente menor en comparación con el de un VFD.
Los arrancadores suaves suelen presentar dimensiones físicas significativamente más reducidas que las de los equipos VFD de la misma potencia, facilitando su montaje en gabinetes pequeños.
En un sistema de bombeo de agua con un caudal de entrada y demanda constantes, un arrancador suave es ideal. Permite mitigar la corriente de pico durante el encendido y acelerar la bomba gradualmente sin necesidad de variar la velocidad operativa en régimen continuo. Si la demanda del proceso fuese fluctuante, requeriría la implementación de un VFD.
En una aplicación donde el ventilador de enfriamiento deba regular su velocidad en función de los cambios de temperatura ambiente, un VFD se presenta como la solución adecuada. Permite acelerar o desacelerar el flujo según la temperatura real. Si el ventilador solo necesitara un encendido directo de encendido/apagado al alcanzar un umbral térmico fijo, bastaría con un arrancador suave.
Tanto el VFD como el arrancador suave permiten gestionar de manera controlada la puesta en marcha y parada de motores eléctricos. La principal distinción radica en que el VFD permite variar las RPM operativas de forma indefinida, mientras que el arrancador suave se enfoca en optimizar los transitorios de arranque y parada.
La principal diferencia reside en que un VFD (Variador de Frecuencia) puede modificar y controlar la velocidad del motor de manera continua ajustando la frecuencia, mientras que un arrancador suave únicamente controla el voltaje inicial para lograr una rampa de arranque y parada suave, manteniendo la velocidad del motor fija durante su operación normal.
Se recomienda elegir un arrancador suave cuando el objetivo primordial sea limitar la alta corriente de arranque para proteger el motor y la red eléctrica, y cuando la aplicación no requiera variar la velocidad durante el proceso de trabajo. Además, representa una solución más económica y de menor tamaño.
El arrancador suave regula la tensión mediante tiristores (rectificadores controlados por silicio) dispuestos en antiparalelo. A través de impulsos internos temporizados, permite el paso controlado de corriente, elevando o disminuyendo la tensión progresivamente según los tiempos de rampa programados.
Consta de un rectificador (que transforma la corriente alterna CA en corriente continua CC), un filtro (que limpia y suaviza la tensión de CC) y un inversor (que convierte la CC limpia de nuevo en CA a una frecuencia y voltaje específicos y variables).
Sí, un VFD puede reemplazar fácilmente a un arrancador suave debido a que incorpora todas sus funciones y aporta adicionalmente el control dinámico de la velocidad del motor. El reemplazo inverso también es posible si la regulación de velocidad ya no resulta necesaria en la aplicación.
