Factor de potencia de un motor eléctrico
Tengo funcionando un motor eléctrico del 30 CV con un F.P. 0,83 a través de un variador de frecuencia Altivar-71. ¿Puede ese motor alcanzar un F.P. Del 1.- por el solo hecho de estar trabajando?, la pregunta es un poco extraña, pero es que mo la ha dicho un profesional y ahora estoy hecho un lío.
En principio si que es posible. Los reguladores electrónicos son capaces de almacenar energía y soltarla de forma que la corriente y la tensión estén en fase independientemente de que la carga sea inductiva como en un motor o capacitiva como en ese mismo motor compensado en demasía.
El problema es que cuando el motor trabaja en vacío, casi toda la potencia aparente es reactiva y el circuito electrónico de compensación que suele ser un boost microcontrolado no puede realizar bien su función al haber muy poca corriente activa.
Es muy probable que al poner carga mecánica, la reactiva se haga despreciable y ese profesional que conoce el Altivar le haya dicho bien.
O sea, que sería una cosa habitual, que por ejemplo, yo mido la potencia recibida de la red, supongamos 1000w y el variador me indica que la potencia de salida del motor también son 1000w , trabajando a una frecuencia de 30Hz, el citado motor es multifrecuencia y lo tengo configurado en el variador a 60 Hz., ... todo esto sería correcto.
Así es. Hay que tener en cuenta que no existen los elementos ideales. El propio vatímetro tendrá una precisión, resolución y fidelidad al medir esos 1000W.
Vuelvo a resaltar que los controladores electrónicos y a groso modo, lo primero que hacen es convertir la alterna en continua y coger la energía de la red de forma que la acumulan y la sueltan a ritmo de pulsación y fase para hacer que la corriente y la tensión estén en fase para conseguir un buen cos fi. Despues mediante electrónica de potencia microcontrolada generan las formas de onda adecuadas para mover cualquier tipo de motor sea a esos 30Hz o variable o polifásicos.
Por último es conveniente tener en cuenta que lo que se penaliza en casi todos los paises es el coseno de fi y no el factor de potencia. Los controladores electrónicos que no son de gama alta solo hacen que cosfi sea 1 pero como ha comentado el compañero alberx, introducen muchos armónicos en la red bajando el factor de potencia que de momento solo se penaliza creo que en Brasil y Ecuador pero con el tiempo habrá que ir instalando controladores que tambien arreglen el tema de los armónicos y no solo la reactiva.
Cada día aprende uno una cosa nueva, creía que el coseno de fi y el factor de potencia estaban muy relacionados, o sea que era lo mismo, pues la fórmula para hallar la potencia que a mi siempre me han dicho es: raiz cuadrada de 3 · V · A · cosfi, éste último siempre era el factor de potencia, en este caso 0,83.
En definitiva que si el motor lo ponemos a trabajar a través de un variador, no se ha de tener en cuenta el FP para el cálculo de potencia, o sea ese dato no sirve para nada a ese fin.
Es muy común asociar que el FP es el cos fi porque antes de aparecer los elementos no lineales las formas de onda en la red eran casi senoidales y se podía trabajar con los vectores en 2D, pero al aparecer los rectificadores, tiristores y demás producen cargas no lineales que introducen armónicos en la red y ya hay que trabajar con los vectores en 3D para los ángulos.
De momento para los cálculos de tu motor y regulador te vale con tener en cuenta solo el cos fi, pero algún día empezarán a cobrar en Europa tambien el FP, paradojicamente esto lo están haciendo países de los que llamamos del 2º y 3er mundo.
2 respuestas más de otros expertos
No es que el factor de potencia aumente respecto al motor alimentado sin el variador sino que el defasaje que entrega la salida del Variador a plena carga es mínimo con lo que lo que se mejora es el factor de potencia propio del motor en esas condiciones. Esto hace que no sean necesario la compensación individual de los motores mediante capacidades.
Pero lo que se introduce en la red - y esto si es potencialmente penalizable por las Distribuidoras - es contenido de armónicos. Estas frecuencias adicionales provocan distorsión de la corriente que toma el variador y afectan el factor de potencia total del conjunto. Y esto no es simplemente corregible con capacitores sino que te exige un estudio del caso o casos con análisis de forma de onda y circuitos filtro adicionales. Actualmente solo algunos Variadores de Frecuencia estan trayendo diseños agregados para minimizar este efecto... punto que no estaba contemplados en el Altivar que mencionas.
NÓ ...... Jamas vas a llegar a un FP= 1 .....
¡Gracias!
Segun tengo aprendido (corregirme por favor, si me equivoco..) .. es que lo "único" que te puede dar un FP= 1, y siempre y cuando la Carga sea, exclusivamente "Resistiva", es una Fuente Continua; es decir, una Bateria.
Mi único problema es saber si es fiable la potencia en % que me marca el variador, referente al motor y si es normal que el motor entregue una potencia igual a la recibida de la red,..... si es así, entiendo yo que el dato FP en la placa no sirve de nada.
El FP que viene indicado en la placa, es para que sepamos que capacitor deberíamos colocar le, para corregir el FP, propiamente dicho ... Lo que también nos dice que, es un motor de corriente alterna .. No se decirte de que capacidad tiene que ser el capacitor; tal vez otro experto nos pueda ayudar ..
Aunque Jamas va a llegar a un 1,00 ... De efectividad por las propias perdidas de trabajo y de disipación por calor. El "calor" emitido ya es en si mismo, una perdida importante de potencia, y es inevitable, ya que se debe a la propia resistividad electrica del bobinado del motor y a las perdidas por rozamiento de sus rodamientos, a la FCEM generada intrínsecamente y a la resistencia mecánica de la carga.