Motores para variadores de frecuencia (VFD) – Motor trifásico de frecuencia variable YVF2
Descripción general de los motores de frecuencia variable de la serie YVF/YVF2
El motor asíncrono trifásico de frecuencia variable de la serie YVF2 se basa en la plataforma de la serie Y2, con modificaciones de diseño específicas para su funcionamiento con variador de frecuencia. A diferencia de los motores de inducción estándar, que funcionan a una velocidad fija determinada por la frecuencia de alimentación, los motores con variador de frecuencia están diseñados para funcionar a velocidades continuamente variables, controladas por un variador de frecuencia externo (inversor). Esta combinación de motor y variador de frecuencia permite una regulación precisa de la velocidad, un arranque suave, ahorro de energía en cargas de par variable y optimización de procesos en una amplia gama de aplicaciones industriales.
La principal diferencia de ingeniería entre un motor VFD y un motor trifásico estándar Se basa en tres áreas: el sistema de aislamiento se ha mejorado a clase H (180 °C) con cable resistente a la descarga corona para soportar los picos de voltaje dV/dt elevados producidos por la salida del inversor PWM; el sistema de refrigeración utiliza un ventilador axial de alimentación independiente (IC416) en lugar de un ventilador montado en el eje, lo que garantiza un flujo de aire constante independientemente de la velocidad del motor; y el diseño electromagnético se ha optimizado para minimizar la pulsación del par y el ruido audible bajo excitación de frecuencia variable.
Nuestra fábrica produce actualmente motores YVF2 en 12 tamaños de carcasa, desde IEC 80 hasta 315, cubriendo 23 potencias nominales desde 0,55 kW hasta 315 kW. El rango de velocidad de par constante es de 5 a 50 Hz, y el rango de potencia constante se extiende desde 50 Hz hasta 100 Hz, lo que hace que estos motores sean adecuados tanto para aplicaciones de baja velocidad y alto par como para aplicaciones de alta velocidad y potencia constante.
Especificaciones técnicas
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Serie de motores | YVF2 (para uso con inversor, IE2/IE3 disponible) |
| Rango de potencia | 0,55 kW – 315 kW (0,75 CV – 420 CV) |
| Tamaños de bastidor IEC | 80M, 90S/L, 100L, 112M, 132S/M, 160M/L, 180M/L, 200L, 225S/M, 250M, 280S/M, 315S/M/L |
| Número de polos | Estándar de 4 polos (1500 rpm a 50 Hz); disponibles versiones de 2 y 6 polos bajo pedido. |
| Tensión nominal | Disponible en 380 V (estándar), 400 V, 440 V, 460 V y 690 V. |
| Frecuencia base | Estándar de 50 Hz (60 Hz disponible) |
| Rango de par constante | 5 Hz – 50 Hz (relación de velocidad 10:1) |
| Rango de potencia constante | 50 Hz – 100 Hz |
| Clase de aislamiento | Clase H (180 °C) con cable magnético resistente a la descarga por efecto corona |
| Clase de protección | IP55 (hermético al polvo, protegido contra chorros de agua) |
| Método de enfriamiento | IC416 (totalmente cerrado, con ventilación independiente mediante un motor de ventilador de CA separado) |
| Fuente de alimentación del ventilador de refrigeración | Monofásica 220V/50Hz o trifásica 380V/50Hz (conectada directamente a la red eléctrica, no a la salida del variador de frecuencia). |
| Opción de codificador | Codificador incremental de 1024 PPR (pulsos por revolución), salida TTL de 5 V o controlador de línea de 12 V. |
| Tensión nominal de aislamiento | Soporta un voltaje pico ≥ 1600 V de la salida del inversor PWM (dV/dt ≥ 1000 V/µs). |
| Clasificación de servicio | S1 (continuo), con un par nominal de 100% a todas las velocidades dentro del rango de par constante. |
| Montaje | IM B3 (pie), IM B5 (brida), IM B35 (combinado) |
| Material de vivienda | Aleación de aluminio (cuadro 80–160), hierro fundido (cuadro 160–315) |
| Vibración (sin carga) | ≤ 1,8 mm/s (fotogramas 80–132); ≤ 2,8 mm/s (fotogramas 160–315) |
| Ruido (sin carga, a la frecuencia base) | Fotograma 80: 73 dB(A); Fotograma 132: 80 dB(A); Fotograma 200: 92 dB(A); Fotograma 280: 99 dB(A) |
| Compatibilidad con VFD | Compatible con las principales marcas de variadores de frecuencia: ABB ACS, Siemens G120/S120, Danfoss FC, Yaskawa A1000, Delta VFD, Schneider ATV. |
| Cumplimiento de las normas | JB/T 7118-2004, IEC 60034, GB/T 755, NEMA MG1 Parte 31 (motores alimentados por inversor) |
Características par-velocidad
La siguiente tabla muestra la potencia nominal, el par nominal y la capacidad del variador de frecuencia compatible para nuestros motores de la serie YVF2 de 4 polos. El rango de par constante permite alcanzar el par nominal completo entre 5 Hz y 50 Hz. Por encima de 50 Hz, el motor entra en modo de potencia constante, disminuyendo el par de forma inversamente proporcional a la velocidad.
| Tamaño del marco | Potencia nominal (kW) | Par nominal (N·m) | Variador de frecuencia compatible (kW) | Rango de par constante (Hz) | Rango de potencia constante (Hz) |
|---|---|---|---|---|---|
| 80M | 0,55 – 0,75 | 3,5 – 4,7 | 0,75 – 1,5 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 90S/L | 1.1 – 1.5 | 7.0 – 9.5 | 1,5 – 2,2 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 100 litros | 2.2 – 3.0 | 14 – 19 | 3.0 – 4.0 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 132S/M | 5,5 – 7,5 | 35 – 47,7 | 7.5 – 11 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 160 ml | 11 – 15 | 70 – 95,5 | 15 – 18,5 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 180 ml | 18,5 – 22 | 117 – 140,9 | 22 – 30 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 200 litros | 30 | 190.9 | 37 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 225S/M | 37 – 45 | 235,5 – 286,4 | 45 – 55 | 5 – 50 | 50 – 100 |
| 250 metros | 55 | 350.1 | 75 | 3 – 50 | 50 – 100 |
| 280S/M | 75 – 90 | 447,7 – 572,9 | 90 – 110 | 3 – 50 | 50 – 100 |
¿Por qué utilizar un motor VFD dedicado en lugar de un motor estándar?
Si bien los motores de inducción trifásicos estándar pueden funcionar con un variador de frecuencia para el ajuste básico de velocidad, existen diferencias notables en rendimiento y fiabilidad al utilizar un motor diseñado específicamente para variadores de frecuencia. La siguiente tabla destaca las razones técnicas para especificar un motor YVF2 en aplicaciones exigentes de velocidad variable.
| Característica | Motor estándar con variador de frecuencia | Motor YVF2 para uso con variador de frecuencia |
|---|---|---|
| Sistema de aislamiento | Cable estándar de clase F (155 °C) | Cable de clase H (180 °C), resistente a la descarga corona, con capacidad nominal para picos de ≥1600 V. |
| Enfriamiento a baja velocidad | Ventilador montado sobre eje: el flujo de aire disminuye proporcionalmente con la velocidad. | El ventilador independiente funciona a velocidad constante: refrigeración completa a cualquier velocidad del motor. |
| Par motor a baja velocidad | Debe reducirse su potencia nominal por debajo de 25 Hz (normalmente 60–701 TP3T de par a 10 Hz). | Par nominal 100% de 5 Hz a 50 Hz; no requiere reducción de potencia. |
| Retroalimentación de velocidad | Control V/f de lazo abierto únicamente | Control vectorial de lazo cerrado con codificador opcional de 1024 PPR. |
| Vida útil prevista del bobinado | Reducido en 30–50% debido a la tensión de modulación por ancho de pulsos (PWM). | Vida útil nominal completa del bobinado: aislamiento diseñado para funcionamiento con inversor. |
| Protección contra sobrecorriente en rodamientos | Ninguno: riesgo de acanaladura del cojinete | Opción de cojinete aislado (bastidor 160+) o anillo de puesta a tierra del eje |
Características y ventajas de ingeniería
Sistema de aislamiento resistente a la descarga corona
Todos los devanados del estator del YVF2 utilizan hilo magnético de doble recubrimiento resistente a la descarga corona, con una capacidad nominal de soportar una tensión de impulso de pico mínima de 1600 V. El aislamiento del hilo incorpora esmalte con nanofibras que resiste la degradación por descarga parcial causada por la conmutación PWM de alta frecuencia. Combinado con el tratamiento VPI (impregnación a presión al vacío), este sistema de aislamiento mantiene su integridad dieléctrica durante toda la vida útil del motor, incluso bajo excitación continua del inversor.
Refrigeración independiente por ventilación forzada (IC416)
Un motor de ventilador independiente, montado en el soporte NDE, proporciona un flujo de aire constante independientemente de la velocidad del motor principal. Esto elimina el problema de la reducción de potencia térmica que se produce cuando un ventilador estándar montado en el eje disminuye su velocidad a bajas revoluciones. El ventilador de refrigeración se alimenta directamente de la red eléctrica (no de la salida del variador de frecuencia), lo que garantiza un rendimiento de refrigeración constante desde la parada hasta la velocidad máxima. La potencia nominal del motor del ventilador suele ser de 30 a 80 W, según el tamaño de la carcasa.
Codificador opcional para control de bucle cerrado
Se puede instalar de fábrica un codificador incremental (1024 PPR, controlador TTL de 5 V o de línea de 12 V) en la extensión del eje NDE. Esto proporciona una retroalimentación precisa de la velocidad al variador de frecuencia para el control vectorial de lazo cerrado, lo que permite una precisión de regulación de velocidad de ±0,01% y tiempos de respuesta de par inferiores a 10 ms. La retroalimentación del codificador es necesaria para aplicaciones que requieren una sincronización precisa de la velocidad, como bobinadoras multieje, sistemas de manipulación de banda y husillos de máquinas herramienta CNC.
Diseño de ondulación de bajo par
La geometría de las ranuras del estator y el ángulo de inclinación de las barras del rotor están optimizados específicamente para la excitación de frecuencia variable. Esto reduce la pulsación del par electromagnético a bajas frecuencias, lo que resulta en una rotación del eje más suave, sin el efecto de engranaje que puede producirse cuando los motores estándar funcionan a velocidades inferiores a 15 Hz. Un funcionamiento suave a baja velocidad es fundamental para el posicionamiento de cintas transportadoras, los accionamientos de husillos de extrusoras y las aplicaciones de recubrimiento de precisión.
Aplicaciones industriales
Los motores VFD combinados con variadores de frecuencia ofrecen ventajas significativas en ahorro de energía, control de procesos y protección de equipos en una amplia gama de sectores industriales:
Ventiladores y bombas de climatizaciónEl control de velocidad variable de ventiladores y bombas centrífugas reduce el consumo de energía entre 30 y 60 TP3T en comparación con el funcionamiento a velocidad fija mediante válvulas de estrangulamiento. Según las leyes de afinidad, el consumo de energía disminuye con el cubo de la reducción de velocidad. |
Impresión y manipulación de bobinasEl control vectorial de bucle cerrado con retroalimentación mediante codificador permite una regulación precisa de la tensión de la banda y la sincronización de la velocidad de la línea entre múltiples estaciones de impresión, bobinadoras y desbobinadoras que operan a velocidades coordinadas. |
Textil y trefiladoAccionamientos de husillo de velocidad variable para máquinas de hilar, estiradoras y retorcedoras. El ajuste de velocidad permite procesar diferentes tipos de fibra y especificaciones de denier sin necesidad de cambiar los engranajes mecánicos. |
Extrusoras y procesamiento de plásticos
La velocidad del husillo controla directamente el caudal y la calidad de la masa fundida. Los motores VFD proporcionan una rotación suave y sin vibraciones desde 10% hasta 100% de velocidad nominal. Un par constante a bajas velocidades es esencial para el procesamiento de polímeros de alta viscosidad. Rango de potencia típico: 11–160 kW.
Husillos para máquinas herramienta CNC
Los accionamientos de husillo para fresadoras, tornos y rectificadoras requieren un amplio rango de velocidad con potencia constante por encima de la frecuencia base. El rango de potencia constante de 50 a 100 Hz permite duplicar la velocidad del husillo para cortes de acabado ligeros, mejorando la calidad de la superficie y reduciendo el tiempo de ciclo.
Transportadores y manipulación de materiales
La velocidad ajustable de la cinta transportadora permite equilibrar la línea, manipular el producto con cuidado y controlar la zona de acumulación. El arranque suave mediante rampa del variador de frecuencia elimina el deslizamiento de la cinta y reduce la tensión mecánica en los acoplamientos, cojinetes y empalmes de la cinta.
Guía de emparejamiento de motor y variador de frecuencia
Al seleccionar un variador de frecuencia (VFD) para un motor YVF2, la corriente de salida nominal del VFD debe ser igual o superior a la corriente nominal del motor. Para aplicaciones de servicio pesado (arranques frecuentes, cargas de alta inercia o funcionamiento con sobrecargas sostenidas), seleccione un VFD de un tamaño mayor que la corriente nominal del motor. La siguiente tabla muestra el dimensionamiento recomendado del VFD:
| Potencia del motor (kW) | Corriente nominal del motor (A) | Variador de frecuencia (funcionamiento normal) (kW) | Variador de frecuencia de alta resistencia (kW) |
|---|---|---|---|
| 0.75 | 2.1 | 0.75 | 1.5 |
| 2.2 | 5.1 | 2.2 | 4.0 |
| 5.5 | 12.2 | 5.5 | 7.5 |
| 11 | 23.8 | 11 | 15 |
| 22 | 45.5 | 22 | 30 |
| 45 | 89.0 | 45 | 55 |
| 75 | 139.6 | 75 | 90 |
Notas sobre la instalación y el cableado
Conecte los cables de alimentación principales del motor (U1, V1, W1) a los terminales de salida del variador de frecuencia (U, V, W). Utilice un cable de motor apantallado con la pantalla conectada a tierra tanto en el variador de frecuencia como en el motor para reducir las interferencias electromagnéticas. La longitud del cable entre el variador de frecuencia y el motor no debe superar los 50 metros sin un reactor de salida o un filtro dV/dt.
Conecte el ventilador de refrigeración independiente directamente a la red eléctrica mediante un interruptor automático o contactor independiente. No conecte el ventilador a la salida del variador de frecuencia. El ventilador debe funcionar continuamente siempre que el motor esté en marcha, incluso a baja velocidad.
Si se ha instalado un codificador, conecte el cable del codificador a la tarjeta de entrada del generador de impulsos (VFD PG) mediante un cable de par trenzado apantallado. Mantenga el cable del codificador separado de los cables de alimentación por al menos 200 mm y crúcelos en ángulos de 90° cuando no sea posible la separación.
Para cables de motor de más de 30 metros, instale un filtro de onda sinusoidal o un reactor dV/dt en la salida del variador de frecuencia para limitar los picos de tensión en los terminales del motor. Esto prolonga la vida útil del aislamiento del motor, especialmente en motores que operan en sistemas de 460 V o 690 V, donde las tensiones de onda reflejada pueden superar los 1200 V de pico.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un motor VFD y en qué se diferencia de un motor estándar?
Un motor VFD (también llamado motor para variador de frecuencia) es un motor de inducción trifásico diseñado específicamente para funcionar con un variador de frecuencia. Se diferencia de un motor estándar en tres aspectos clave: aislamiento reforzado para soportar picos de tensión PWM, un ventilador de refrigeración independiente que proporciona un flujo de aire constante a todas las velocidades y un diseño electromagnético optimizado para una entrega de par suave en todo el rango de velocidad.
¿Puedo usar un motor trifásico estándar con un variador de frecuencia?
Sí, para aplicaciones básicas con un rango de velocidad limitado (normalmente de 30 a 60 Hz) y ciclos de trabajo moderados. Sin embargo, los motores estándar deben reducir su potencia a bajas velocidades debido a la menor capacidad de refrigeración, y el sistema de aislamiento puede degradarse más rápidamente con el funcionamiento continuo del variador. Para aplicaciones que requieren funcionamiento por debajo de 20 Hz, cambios frecuentes de velocidad o funcionamiento continuo a baja velocidad, se recomienda un motor VFD específico para evitar fallos prematuros del aislamiento.
¿Cuál es el rango de velocidad de par constante?
El rango de par constante es la banda de frecuencia dentro de la cual el motor puede entregar el 100% de su par nominal sin sufrir reducción térmica. Para nuestra serie YVF2, este rango es de 5 Hz a 50 Hz (frecuencia base). Por debajo de 5 Hz, la capacidad de par comienza a disminuir. Por encima de 50 Hz, el motor entra en modo de potencia constante, donde el par disminuye inversamente con la velocidad, mientras que la potencia de salida permanece constante hasta los 100 Hz.
¿Necesito un codificador para mi aplicación VFD?
No se requiere un codificador para la mayoría de las aplicaciones de par variable, como ventiladores, bombas y sopladores, donde el control vectorial V/f de lazo abierto o sin sensores proporciona una regulación de velocidad adecuada (con una precisión típica de ±0,5–1%). Se recomienda un codificador para aplicaciones que requieren un control de velocidad preciso (±0,01%), una alta respuesta dinámica de par, par de retención a velocidad cero o sincronización de velocidad en múltiples ejes. Las aplicaciones que suelen requerir un codificador incluyen bobinadoras, desbobinadoras, husillos CNC y prensas de impresión de múltiples secciones.
¿Cuánta energía puede ahorrar un variador de frecuencia en aplicaciones de bombas y ventiladores?
Para bombas centrífugas y ventiladores que siguen las leyes de afinidad, una reducción de velocidad de 20% resulta en una reducción de consumo de energía de aproximadamente 50%. En instalaciones típicas de climatización y bombeo de agua, el control mediante variador de frecuencia (VFD) ahorra entre 30 y 60% de energía en comparación con el funcionamiento a velocidad fija con válvulas de estrangulamiento o compuertas. El período de recuperación de la inversión en un VFD suele ser de 6 a 18 meses, dependiendo de las horas de funcionamiento y las tarifas eléctricas.
¿Qué es el estriado de los cojinetes y cómo lo previenen los motores VFD?
El estriado de los rodamientos es un patrón de daño por descarga eléctrica en las pistas de rodadura causado por las corrientes de modo común generadas por la conmutación del variador de frecuencia. Con el tiempo, estas microperforaciones crean surcos visibles en las pistas de rodadura, lo que provoca un aumento del ruido, vibraciones y fallos prematuros en los rodamientos. Nuestros motores YVF2, en tamaños de carcasa 160 y superiores, están disponibles con un rodamiento aislado en el extremo opuesto al de accionamiento y/o un anillo de escobillas de puesta a tierra del eje para desviar estas corrientes lejos de las superficies de los rodamientos.
¿Qué marcas de variadores de frecuencia son compatibles con sus motores YVF2?
Nuestros motores YVF2 son compatibles con todos los inversores PWM de fuente de tensión estándar. Hemos verificado la compatibilidad con ABB ACS580/ACS880, Siemens G120/S120, Danfoss FC302, Yaskawa A1000/GA700, Delta VFD-C2000, Schneider ATV630/ATV930, Fuji FRENIC y Mitsubishi FR-A800. Los datos de la placa de características del motor se proporcionan en un formato adecuado para su introducción directa en las rutinas de autoajuste del variador de frecuencia.
¿Es posible combinar un motor con variador de frecuencia con un freno electromagnético?
Sí. Nuestra serie YVF2EJ combina el diseño de motor para variador de frecuencia con un motor integrado. freno electromagnéticoEsta combinación se utiliza para accionamientos de traslación de grúas, posicionamiento servo y accionamientos de ejes de máquinas herramienta donde se requieren funciones de velocidad variable y freno de retención a prueba de fallos. La bobina del freno debe conectarse a una fuente de alimentación independiente de la salida del variador de frecuencia.
¿Qué longitud de cable está permitida entre el variador de frecuencia y el motor?
Sin ningún filtrado de salida, la longitud máxima recomendada del cable entre el variador de frecuencia y el motor es de 50 metros para sistemas de 380 V y de 30 metros para sistemas de 460 V. Más allá de estas distancias, las ondas de tensión reflejadas en los terminales del motor pueden superar la capacidad de aislamiento. Para tendidos de cable más largos, instale un reactor dV/dt o un filtro de onda sinusoidal en la salida del variador de frecuencia. Nuestros motores YVF2 con aislamiento de clase H ofrecen un margen de seguridad adicional en comparación con los motores estándar en este sentido.
¿Cuál es el plazo de entrega para los motores VFD con codificador?
Los motores YVF2 estándar sin codificador, en tamaños de carcasa comunes, se envían en un plazo de 10 a 18 días hábiles. Los motores con codificador instalado de fábrica requieren de 18 a 25 días hábiles para el montaje, el cableado y las pruebas del codificador. Contacta con nuestro equipo Para conocer la disponibilidad y los precios actuales para su configuración específica de motor y codificador.
Experiencias del cliente
Instalamos motores YVF2-160M-4 en 12 bombas de agua fría en nuestros edificios comerciales. En combinación con variadores de frecuencia ABB ACS580, el sistema VFD redujo el consumo energético anual de las bombas en 421 TP3T en comparación con la configuración anterior de velocidad fija con control de válvula de mariposa. El periodo de amortización fue inferior a 11 meses. Los ventiladores de refrigeración independientes han estado funcionando sin problemas durante 20 meses consecutivos.
Daniel W., Gerente de Servicios de Edificios
Grupo de Gestión Inmobiliaria, Londres, Reino Unido
Nuestra línea de extrusión de plásticos utiliza motores YVF2-200L-4 con codificadores PPR de 1024 para el control de velocidad del husillo en lazo cerrado. La estabilidad de la velocidad es excelente: medimos una variación de velocidad de ±0,02% a 15 Hz bajo condiciones de carga fluctuantes. Este nivel de control eliminó los problemas de calidad de la fusión que experimentábamos con nuestra configuración anterior de motor VFD de lazo abierto.
Kenji T., Ingeniero de Procesos
Fabricante de extrusiones de plástico, Osaka, Japón
Necesitábamos ocho motores con variador de frecuencia (VFD) para la modernización de una sección de bobinado en una fábrica de papel. El equipo de Ever-Power nos ayudó a dimensionar los motores para un funcionamiento a potencia constante por encima de la frecuencia base, de acuerdo con nuestros requisitos de velocidad de producción. Todos los motores se entregaron con retroalimentación de encoder compatible con Siemens y parámetros precomprobados en la placa de características para la introducción directa de la autocalibración del VFD. El tiempo de integración se redujo a la mitad en comparación con nuestro proceso de puesta en marcha habitual.
Lars E., Gerente de Automatización
Fábrica de papel, Gotemburgo, Suecia
Nota técnica importante
Las características de par y velocidad que se muestran en esta página asumen el funcionamiento con un inversor de fuente de tensión PWM estándar a tensión nominal y frecuencia base. El rendimiento real del motor bajo control VFD depende del método de control VFD (V/f, vector sin sensores o vector de lazo cerrado), la configuración de la frecuencia portadora del VFD, la longitud del cable del motor y la precisión de la introducción de los parámetros del motor en la configuración del VFD. Para aplicaciones que requieren especificaciones de rendimiento garantizadas, proporcione los parámetros completos de su aplicación, incluyendo la curva de par de carga, el rango de velocidad y el ciclo de trabajo. Nuestro equipo de ingeniería realizará un cálculo detallado de compatibilidad motor-accionamiento y proporcionará datos de rendimiento verificados. Todas las especificaciones cumplen con las normas JB/T 7118-2004, IEC 60034 y NEMA MG1 Parte 31.
¿Necesita un presupuesto para un motor VFD?
Indíquenos la potencia de su motor, el rango de velocidad, la marca del variador de frecuencia y si necesita un codificador. Le proporcionaremos una recomendación de variador de motor compatible, junto con la ficha técnica y el precio, en un plazo de 24 horas.
Información adicional
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