Sistemas de variación de velocidad VSI: eficiencia en bombas y ventiladores

El uso de sistemas accionados con motores es mayoritario en todo tipo de sectores y aplicaciones.

Una de las mejoras más importantes a nivel de regulación, y que aumenta además la eficiencia energética, es poder llevar a cabo un control variable de la velocidad de estos motores. Usando sistemas de control de regulación de velocidad, o variadores de velocidad, son dispositivos que permiten controlar a voluntad la velocidad de funcionamiento de los motores de corriente alterna, posibilitando muchas mejoras frente a los sistemas de velocidad constante.

Los variadores de velocidad son mecanismos electrónicos que permiten variar en forma continua la velocidad y el par de los motores asíncronos trifásicos, convirtiendo la frecuencia y tensión de la red en magnitudes variables. El uso de reguladores de velocidad permite mejorar el rendimiento de los motores, ajustando su funcionamiento al par y velocidad que requiere la aplicación en cada momento. En un sistema de regulación clásico, se regula el motor en base a arranques o paradas, aumentando notablemente las pérdidas energéticas. Usando variadores de velocidad, se produce un ahorro energético y económico elevado.

Tecnologías de regulación de velocidad en motores

Existen varias tecnologías para regular la velocidad en motores, siendo la tecnología VSI (puente inversor de onda cuadrada) ideal para aplicarse en sistemas de baja potencia, de hasta 100 kW. Esto lo hace idóneo para usarlo en sistemas de bombeo o ventiladores.

Los sistemas de regulación de velocidad más importantes son:

• Sistemas de regulación con puente inversor de onda cuadrada (VSI): se comporta frente a la máquina como una fuente de tensión. Son equipos con un precio bajo, alta fiabilidad, elevada frecuencia máxima de salida, posibilidad de control de más de un motor y control en bucle abierto o cerrado, y se usan para motores con potencias inferiores a 100 kW.

• Equipos con inversor conmutado CSI: usan un inversor que regula la corriente de salida, de forma cuadrada, y permite variar la frecuencia según se requiera. Es un sistema que controla el motor por intensidad y no por tensión, lo que permite la posibilidad del paso de energía del motor a la red, y además es un dispositivo robusto. Se utiliza para potencias superiores a los 200 kW.

• Sistemas con inversor PWM (o de modulación de ancho de pulso): es una alternativa al inversor VSI con características muy dinámicas y es muy utilizado para potencias inferiores a 100 kW. Es una de las tecnologías más utilizadas actualmente.

• Sistemas de inversor PWM con control de corriente: en este caso se controla la tensión en todo momento para que la corriente consumida por el motor sea la deseada.

Aplicaciones y ventajas

Existen muchas aplicaciones, en industrias y edificios, en los que los variadores electrónicos de velocidad mejoran el comportamiento energético y producen un importante ahorro de energía, siendo los más destacables las bombas y ventiladores, por su amplio uso en instalaciones de todo tipo.

• Variación de frecuencia en bombas

​Es una aplicación ideal para ser regulada por variadores electrónicos de frecuencia ya que normalmente se producen ahorros elevados frente a las cuatro formas convencionales de realizar la regulación del caudal:​

• Uso de válvulas de estrangulamiento
• Sistemas de regulación de by-pass
• Regulación con arranque parada
• Variación de velocidad

Respecto de las otras tres formas de regulación, la variación de velocidad permite adaptar la velocidad de giro de la bomba al caudal requerido sin que se origine ninguna pérdida energética, dando lugar a elevados ahorros energéticos.

• Regulación de velocidad en ventiladores​

Los ventiladores, también se regulan de varias formas, siendo las más habituales:

• Regulación con persianas de estrangulamiento, que reducen la sección de paso
• Regulación con álabes móviles: apenas se utiliza por su elevado coste
• Variación de velocidad con variación electrónica de velocidad

El sistema de variación de velocidad aumenta mucho el rendimiento energético, al no existir pérdidas, como sucede en los otros sistemas, además de mejorar el comportamiento del sistema, al adaptar el caudal ventilado a lo requerido.

Los sistemas de variación de velocidad: confort y ahorro

Los sistemas de variación de velocidad en motores, aplicados al uso en bombas y ventiladores, permiten mejorar el confort, al proporcionar sólo el caudal deseado, a la vez que ahorrar. Por ello, son el mejor sistema de regulaciónposible para cualquier instalación industrial, sistema de climatización o uso en vivienda donde se requiera el uso de estos equipos.