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25/07/2023 Technidrive

Cómo los VSD pueden aumentar el rendimiento y la eficiencia en aplicaciones de destrucción ~

Todos nos hemos enfrentado a una situación en la que nuestra práctica trituradora de oficina se detiene cuando se atasca o se sobrecarga. En este escenario, normalmente puedes presionar el botón de retroceso para eliminar el bloqueo. Para las trituradoras más grandes en aplicaciones industriales, como las que se utilizan para reciclar plásticos y metales, existen mayores beneficios al encontrar una forma más eficiente de responder a la sobrecarga y los bloqueos. Este artículo describe cómomotores y variadoresEl especialista Technidrive diseñó una solución personalizada para el control de trituradoras mediante un variador de velocidad (VSD).

La acción de trituración para trituradoras más grandes, como las comunes en aplicaciones industriales, no es diferente a la que observaría en su oficina o trituradora doméstica. Las trituradoras más grandes se utilizan a menudo en aplicaciones de reciclaje y pueden triturar cualquier cosa, desde residuos y plásticos hasta metales y automóviles.

Con un mayor enfoque en la sostenibilidad en el Reino Unido, estas trituradoras desempeñan un papel importante en el desarrollo de la economía circular. Por ejemplo, alrededor del 85 por ciento del acero se recicla al final de su primera vida útil, lo que significa que hay demanda de trituradoras que puedan triturar automóviles y chatarra. Sin embargo, si bien una mayor trituración será importante para aumentar el reciclaje, el proceso en sí también debería ser lo más eficiente energéticamente posible. Los VSD pueden contribuir aquí mejorando la eficiencia del control de la trituradora.

Las trituradoras más grandes también comparten la misma tendencia que todos hemos presenciado a menor escala: algo se atasca entre los dientes y el mecanismo se detiene. Estos bloqueos persisten cuando el accionamiento mecánico no tiene el par suficiente para atravesar el objeto que ha provocado el atasco. Los atascos repetidos pueden limitar el rendimiento y desgastar las piezas utilizadas en la trituradora, lo que aumenta los costos de mantenimiento.

Hay dos opciones para una trituradora que enfrenta este problema común. En primer lugar, la trituradora puede simplemente atravesar el bloqueo, aunque obviamente requiere suficiente par para hacerlo. En segundo lugar, hay una función de inversión para girar las cuchillas en la dirección opuesta, para eliminar el atasco antes de continuar. En trituradoras grandes, esta función de inversión se activa automáticamente.

Aunque las reversiones pueden ser una solución simple para su trituradora diaria, demasiadas reversiones reducen significativamente el rendimiento de las trituradoras industriales más grandes. Si puede monitorear con éxito la carga a la que se enfrenta la trituradora y controlar la velocidad, puede eliminar reversiones innecesarias y mejorar la eficiencia del proceso. Esa es la principal ventaja de los VSD en aplicaciones de trituración, pero otros beneficios incluyen ahorros de energía y costos de mantenimiento reducidos.

Una solución a medida

Se solicitó al integrador de sistemas Technidrive que proporcionara un sistema de control para una trituradora en una aplicación de reciclaje. Technidrive seleccionó el sistema de accionamiento mecánico, incluidos los motores eléctricos y las cajas de cambios para accionar los dos ejes de la trituradora. A continuación se procedió a suministrar el sistema de control.

Para ello, Technidrive recurrió a uno de sus socios WEG para obtener un VSD acoplado a un motor WEG. Específicamente, los ingenieros de Technidrive eligieron el motor WEG W22 de eficiencia premium IE3. "Optamos por este motor debido a su robusta estructura de hierro fundido y su alta eficiencia", explicó David Strain, director técnico de Technidrive. "Otro beneficio clave fue que combinarlo con el VSD de WEG nos permite ofrecer al cliente una garantía del fabricante de 3 años".

El VSD recopila datos en tiempo real sobre par, corriente, voltaje, voltaje del bus de CC y frecuencia. Con una programación inteligente, Technidrive pudo diseñar el VSD para permitirle decidir cuándo se debe invertir la trituradora, basándose en estos datos.

Technidrive suministró un sistema de control con pantalla táctil HMI en el panel frontal, que estaba conectado directamente al VSD de WEG. Un beneficio adicional de esta solución fue que no era necesario un controlador lógico programable (PLC) externo. El cliente ahora puede alterar la corriente y la velocidad usando la HMI y variarlas dependiendo de los datos en tiempo real. Esto proporcionaría un rendimiento más eficiente y, al mismo tiempo, permitiría la flexibilidad para adaptarse a diferentes materiales.

Como esta trituradora se utilizaba para triturar diferentes materiales, como plásticos y metales, era importante encontrar una solución que proporcionara flexibilidad. Esta fue una solución hecha a medida, utilizando una pieza de programación diseñada específicamente para el cliente. Technidrive también se encargó de la instalación y capacitación con los productos WEG.

Beneficios de los VSD

Los VSD se utilizan en una variedad de aplicaciones para proporcionar control de motores. Convierten la potencia de entrada de voltaje y frecuencia constante en una fuente de voltaje y frecuencia ajustable para controlar la velocidad de los motores de inducción de CA. Los VSD permiten un arranque, parada y aceleración controlados, así como un control dinámico del par durante el funcionamiento de un motor.

Cuando los materiales se atascan en una trituradora, la solución más rápida es que la trituradora los atraviese. Esto se consigue reduciendo la velocidad, para ganar par. Si es posible, esto es preferible a una reversión, que lleva más tiempo y, por lo tanto, reduce el rendimiento. Con un VSD, el control de velocidad y la medición más precisa del par significan una mayor eficiencia.

Tradicionalmente, las trituradoras retroceden según la corriente. Cuando el motor está sobrecargado, consume corriente. Sin embargo, la corriente puede ser susceptible al factor de potencia, caída de voltaje u otros factores. El uso de un VSD proporciona una medida más precisa del par y, por tanto, de la carga real del motor.

"La mayoría de las trituradoras no utilizan VSD", explicó Strain. "Al monitorear el par con mayor precisión, se mide la fuerza real que se ejerce sobre el eje y, por lo tanto, se puede proteger ese eje y revertirlo en los momentos correctos". Esto protege el motor y el equipo contra daños, al garantizar que se produzcan reversiones cuando necesario. Más importante aún, elimina reversiones innecesarias y controla la velocidad de una manera que permite que la trituradora avance cuando sea necesario, mejorando el rendimiento.

Además de estos beneficios, el uso de productos WEG fue clave para entregar la flexibilidad requerida por el cliente. Una gran ventaja de los productos WEG es la flexibilidad de su software, los variadores vienen con PLC software integrados, lo que proporciona un nivel mejorado de control sin necesidad de un PLC adicional. Este fue un beneficio importante en esta aplicación.

“Podríamos haber logrado un resultado similar con un VSD y un PLC externo, pero con WEG pudimos tomar su inversor estándar disponible en el mercado, que incluye parada segura, PLC suave y bobinas de bus de CC, y diseñarlos en una aplicación especializada. Ésa es una ventaja clave que otros productos similares no ofrecen”, explicó Strain.

El cliente ha quedado muy satisfecho con el resultado final. Si bien muchas trituradoras no tienen VSD, aquellas que adoptan esta tecnología disfrutarán de un rendimiento mejorado, así como de ahorros en costos de energía y mantenimiento. Tal vez todavía tengamos que soportar que nuestra endeble trituradora de oficina se atasque de vez en cuando, pero aquellos que operan con trituradoras más grandes ahora pueden disfrutar de la opción de un VSD diseñado a medida para ofrecer un mejor control de la trituradora.

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