Convertidor matricial Yaskawa U1000: “Eficiencia energética gracias a la regeneración de energía”

Desde hace algún tiempo el interés por la sostenibilidad en la producción y el funcionamiento industrial se ha convertido en algo más que una simple tendencia. Sin embargo, aún queda mucho potencial por explotar. Por ejemplo, los variadores de frecuencia no están teniendo el éxito esperado, a pesar de que una estimación conservadora sugiere que consumen entre un 15% y un 30% menos de energía que los accionamientos sin regulación de frecuencia. Buena prueba de ello, es que es posible conseguir un ahorro aún mayor utilizando convertidores matriciales como el U1000, desarrollado por Yaskawa.

En la actualidad, un gran número de empresas están priorizando la sostenibilidad como algo inherente a su ‘modus operandi’, especialmente ahora que la Comisión Europea ha publicado nuevas directrices e incentivos para fomentar las prácticas empresariales sostenibles (como el Green Deal de la UE y el sistema de clasificación Taxonomía de la UE). Como consecuencia, estas empresas están exigiendo lo mismo a sus propios proveedores y cadenas de suministro.

Las medidas para ahorrar energía y utilizarla de forma más eficiente está desempeñando un papel fundamental en el cumplimiento de estos ambiciosos objetivos, especialmente cuando se trata de máquinas y componentes técnicos.

Un buen ejemplo de ello es el convertidor matricial U1000: este convertidor de CA altamente eficiente puede utilizarse para accionar máquinas síncronas o asíncronas, con o sin codificador, a la vez que realimenta la energía que genera. Los modelos de la serie cubren una amplia gama de potencias de 2,2 a 500 kW. A diferencia de las soluciones de energía regenerativa tradicionales, el U1000 no tiene bus de CC, sino que conmuta la energía trifásica de la red directamente a las bobinas del motor.

Los flujos de potencia del U1000 son prácticamente sinusoidales, independientemente de si funciona en modo motorizado o regenerativo. Esto representa un potencial de ahorro energético excepcional, especialmente en Alemania, donde los costes de la electricidad se encuentran entre los más altos del mundo.

La energía devuelta por un sistema regenerativo puede utilizarse “internamente” en plantas industriales. Cuando se trata de reducir los costes de electricidad, el exclusivo modo ECO (bypass electrónico) del convertidor de matriz U1000 lo hace destacar sobre el resto. Gracias a su innovador diseño (sin bus de CC interno), el U1000 puede conmutar la tensión de red a la salida 1:1 cuando funciona a frecuencias de red (50 Hz en Europa o 60 Hz en EE. UU./Japón). No es necesario conmutar los IGBT en este estado, por lo que se puede ahorrar hasta un 300% de la potencia potencial perdida, en comparación con los productos de la competencia.

Su modo ECO y las aplicaciones de 4 cuadrantes no son las únicas ventajas del U1000, que lo convierten en la mejor elección en este caso. El convertidor de matriz U1000 es también un inversor de armónicos ultrabajos que cumple la norma IEEE 519 y limita los armónicos de potencia de red (THD) a menos del 5 por ciento cuando funciona a plena capacidad. Esto reduce los armónicos al mínimo y también la cantidad de potencia que se pierde en componentes de la red como transformadores, cables y cableado. También reduce significativamente las posibles interferencias que afectan a otros componentes del sistema, evitando cortes cuyas causas normalmente llevaría tiempo y esfuerzo identificar y supondrían el apagado de todo el sistema.

Los convertidores Matrix hasta el modelo 414 A se suministran con un filtro CEM de clase C2 y no sería necesaria la instalación de choques externos o filtros LC. Además, el U1000 ocupa hasta un 50% menos que las soluciones integradas estándar que utilizan alimentación de entrada y retorno sinusoidal. Al no necesitar componentes externos, el convertidor es muy compacto y puede instalarse de manera rápida y fácil.

El U1000 dispone de una entrada SIL3 STO integrada que garantiza la seguridad de funcionamiento con un mínimo de componentes.

Es posible suministrar tarjetas opcionales en todos los buses de campo estándar y conectar el U1000 a EtherCat, Powerlink, Profinet, Profibus, EtherNet/IP y otros sistemas es realmente tan fácil como 1, 2, 3. Otra característica destacada es la opción de instalar una tarjeta de comunicación Ethernet multiprotocolo para que los clientes puedan utilizar interruptores DIP con el objetivo de seleccionar el protocolo exacto que necesitan (EtherCAT, Profinet, EtherNet/IP o Modbus TCT).

El U1000 es una solución innovadora y eficaz para cualquier aplicación en la que la eficiencia energética y la protección de la red eléctrica sean factores clave, y también cuando se generan grandes volúmenes de exceso de energía de frenado. El U1000 puede instalarse rápida y fácilmente en sistemas de ventilación, centrifugadoras, ascensores de pasajeros y de carga, grúas y escaleras mecánicas y muchas más aplicaciones en las que existe un potencial de ahorro de energía.

Yaskawa se ha fijado varios objetivos de sostenibilidad, no solo en Europa, sino en todo el mundo. “Centramos nuestras actividades en cumplir los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU. Promoviendo el uso de nuestros productos en proyectos sostenibles como el riego, el envasado, la siembra y la producción eficiente de alimentos como parte de planes agrícolas ”inteligentes“para un futuro más sostenible y un mundo en el que merezca la pena vivir. Con la venta de productos que utilizan los recursos de forma más eficiente, pretendemos reducir 100 veces la cantidad de CO₂ que se emite de aquí a 2025”, explica la empresa.