Protecciones especiales para sistemas de bombeo con variadores Franklin

Por Ben Song

Los sistemas de Frecuencia Variable ayudan a reducir el consumo de energía y proporcionan un control inteligente del sistema con la integración de un transductor de presión para regular la presión constante. Para poder correr un sistema de presión constante, el VFD (Drive de Frecuencia Variable por sus siglas en inglés) debe administrar un algoritmo llamado ciclo proporcional-integral-derivativo (PID). En lugar de depender de dispositivos mecánicos, utiliza un transductor que retroalimenta en tiempo real, que trabaja junto a controles del VFD y los protege. El VFD proporciona tres protecciones especiales para esta aplicación las cuales son: llenado de tubería, tubería rota y protección de carga baja. Este artículo discute los usos para estas características de protección y explica más a detalle cómo operan dentro de los sistemas de VFD.

Llenado de tubería

El cebado es un paso necesario en aplicaciones con tubería intrincada y de largas distancias, como por ejemplo, en sistemas de irrigación. Los problemas pueden surgir cuando se intenta cebar un sistema mientras se está operando un control PID. Puede operar a plena carga o a una velocidad indeterminada. La operación en este rango, puede causar una sobre presurización o una inestabilidad en el sistema. La sobre presurización en el sistema puede aflojar la tubería y sus acoplamientos, lo que puede causar fugas y eventualmente conducir a un daño permanente a la tubería.

Para prevenir este problema, se puede preseleccionar la frecuencia (revoluciones) de la motobomba para un cebado eficiente. La función PID está deshabilitada durante el llenado de tubería y se encuentra habilitado solamente cuando se esté saliendo de la acción de llenado de tubería. La configuración del proceso:

Pueden ocurrir daños al no detectarse una fuga en un area remota y elagua sigue fluyendo. Fotografía contesía de Bailey Ranch Golf Club, Owasso, Okla.

Pueden ocurrir daños al no detectarse una fuga en un area remota y elagua sigue fluyendo.
Fotografía contesía de Bailey Ranch Golf Club, Owasso, Okla.

  • Paso 1 Determine la frecuencia en el modo de llenado de tubería. Empiece en la velocidad mínima del motor que permitirá a la bomba proporcionar  flujo de agua. Incremente la frecuencia hasta que la bomba proporcione un rango de galones por minutos óptimo para llenar el sistema de tuberías rápidamente sin presurizarlo. (Puede tomar más de un intento para poder encontrar la frecuencia apropiada).
  • Paso 2 – Determine el tiempo de llenado de tubería y la presión de salida. Corra el sistema en la frecuencia determinado en el Paso 1. Es importante tener en cuenta el tiempo requerido para que el sistema complete el llenado de tubería y también se debe de estar pendiente para cuando el sistema de presurización esté lleno.
  • Paso 3 – Programar la frecuencia, la
    presión de llenado de tubería y el tiempo
    de envío de información al VFD.

Tubería Rota

Para entender mejor estas condiciones imagine lo que el  VFD detecta cuando se rompe una tubería: Al romperse, el agua es bombeada hacia afuera y la presión del sistema cae inmediatamente. El VFD detecta esta caída de presión y aumenta la frecuencia de salida (intentando alcanzar el crecimiento en la demanda y volver alcanzar la presión meta) hasta que se llegue a la frecuencia máxima pre programada. En este punto, las 3 condiciones anteriores se han alcanzado, y el VFD se disparará, parando la operación de la bomba y el motor,  protegiendo de una posible  inundación.

Una solución de rápida aplicación

La nueva programación para los VFD’s  proporciona una aplicación rápida la cual permite programar opciones tales como llenado de tubería, tubería rota y baja carga. A través de pruebas y retroalimentación por parte de los clientes, se crea un set de ajustes predeterminados que se incluye en la programación del drive, reduciendo el tiempo de programación para la mayoría de las aplicaciones de bombeo.  Algunos ajustes son:

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  • Frecuencia Pre-PID: Frecuencia de operación para el VFD antes de la operación normal PID.
  • Nivel de salida Pre-PID: Nivel de presión de salida en el modo Pre-PID.
  • Tiempo de espera para paro Pre-PID: Tiempo de espera para salir del modo Pre-PID.

Algunos VFD’s tienen la habilidad para programar parámetros en unidades de aplicaciones específicas. Por ejemplo, puntos de presión pueden ser programados en psi, WC, bar, mbar, Pa y kPa. Para ajustar los límites de llenado de tubería, los usuarios monitorean la presión con el VFD durante pruebas y luego se programa el más apropiado.

Para conocer más de los Drives de Variación de Frecuencia, comuníquese con su ingeniero de servicio o gerente de territorio de Franklin Electric.