Resumen Este artículo presenta brevemente la aplicación del variador de frecuencia de la serie PI500 de Dalian Powtran Technology en trituradoras mineras. El sistema de control integra tecnología de variadores de frecuencia y tecnología de control en un solo dispositivo, aprovechando plenamente las excelentes prestaciones de control del variador de frecuencia de la serie PI500 de Powtran Technology y satisfaciendo así adecuadamente requisitos como el elevado par de arranque y la alta precisión a velocidades elevadas de las trituradoras, lo que mejora notablemente el rendimiento operativo del equipo de trituración. 
 
Palabras clave: PI500; bus de corriente continua común; trituradora 
I. Prólogo 
Las trituradoras se utilizan ampliamente en sectores como la minería, la fundición, la construcción de materiales de construcción, las carreteras, los ferrocarriles, la hidrología y la industria química. Actualmente, las máquinas trituradoras más comunes incluyen la trituradora de mandíbula, la trituradora de impacto, la trituradora por separación por aire, la trituradora de martillos, la trituradora de impacto, la trituradora de rodillos y la trituradora compuesta, entre otras. 

El consumo de costos de los trituradores en las plantas de beneficio es relativamente alto, generalmente representando entre el 40% y el 60% del costo total de la planta. Por lo tanto, mejorar la eficiencia productiva de los trituradores, reducir el consumo energético unitario y disminuir los costos mediante la adopción de equipos trituradores altamente eficientes y energéticamente económicos constituye un medio fundamental para las minas. 
II. Necesidad de la renovación con variadores de frecuencia en las trituradoras 
Esta trituradora está accionada por dos motores asíncronos de 200 kW cada uno, conectados mediante correas para mover el mismo eje del rotor. El sistema de control original utilizaba una arrancada estrella-triángulo y operaba a frecuencia industrial, lo que generaba corrientes de arranque elevadas, provocando fácilmente fluctuaciones en la red eléctrica. Además, esto causaba grandes impactos mecánicos y desgaste, reduciendo considerablemente la vida útil del motor, aumentando la carga de mantenimiento y afectando directamente la eficiencia de producción. Asimismo, el motor del sistema de control original siempre funcionaba a frecuencia industrial, sin posibilidad de ajustar su velocidad para adaptarse a las distintas necesidades de trituración de los diferentes tipos de mineral. Ante estos problemas, se ha llevado a cabo una modernización del sistema original mediante la incorporación de un variador de frecuencia. 

III. Aplicación del variador PI500 en trituradoras de martillo 
El material a procesar se alimenta primero de manera uniforme desde un alimentador vibratorio al triturador de mandíbulas para realizar una trituración gruesa. Posteriormente, el material triturado grueso es transportado por una cinta transportadora hasta el triturador de finos para una trituración adicional. El material triturado finamente es enviado a una criba vibratoria para su clasificación; aquel que cumple con los requisitos de tamaño de partícula del producto terminado es extraído mediante una cinta transportadora de productos terminados y se convierte en el producto final. El material que no alcanza los requisitos de tamaño de partícula del producto terminado regresa desde la criba vibratoria al triturador de finos para ser procesado nuevamente, creando así un circuito cerrado que se repite varias veces. El tamaño de partícula del producto terminado puede combinarse y clasificarse según las necesidades del usuario. 

El flujo de la línea de producción es aproximadamente el siguiente: (depósito de materiales) — alimentador — trituración gruesa (trituradora de mandíbulas) — trituración fina (trituradora de impacto o trituradora de martillos) — criba vibratoria — (producto terminado). 
 

(1) Presentación básica del proyecto 
Nombre del proyecto: Modernización con variador de frecuencia para la trituradora 
Mecanismo de la trituradora: 2 motores de frecuencia variable de 200 kW (380 V, 1470 rpm, 50 Hz, 360 A) 
(II) Necesidad de elegir el variador de frecuencia con control vectorial PI500 
1. Cuenta con función de arranque suave, lo que reduce la corriente de arranque del motor, permite un arranque gradual del motor, minimiza los impactos mecánicos, disminuye los costos de mantenimiento y reducción del impacto sobre la red eléctrica. 
2. Cuenta con una capacidad precisa de control de velocidad; el usuario puede ajustar la velocidad adecuada según el material y la granulometría deseada. El par de salida del triturador, controlado por variador de frecuencia, varía en función de la carga, lo que mejora eficazmente la eficiencia. 
3. Ahorro de energía: ajuste la velocidad del motor según el material que se triture para mejorar la eficiencia y ahorrar electricidad. 
4. El variador cuenta con funciones de protección completas, que incluyen protección contra sobretensión, sobrecorriente, subtensión, sobrecarga y cortocircuito, garantizando así un funcionamiento estable del motor y reduciendo vibraciones, golpes y ruidos, lo cual proporciona un entorno de trabajo favorable. 
(3) Selección del variador de frecuencia 
A. Selección del variador de frecuencia y solución de control 
Debido a que la carga del triturador no es constante —varía considerablemente según el tamaño de los objetos a triturar y la cantidad de material alimentado—, se requiere que el variador tenga un par de arranque elevado y una alta capacidad para soportar sobrecorrientes. Por ello, la potencia del variador debe ser una categoría superior a la del motor. En esta solución, se emplean dos variadores de 250 kW acompañados de dos motores de 200 kW. Como ambos motores están conectados al mismo eje y funcionan en sincronía, es indispensable que las velocidades de ambos motores sean idénticas, con exigencias muy estrictas en cuanto a la precisión de velocidad. Si las velocidades de los dos motores no coinciden, uno de ellos girará más rápido mientras que el otro será más lento; el motor más rápido tenderá a arrastrar al más lento, lo que fácilmente provocará una alarma por sobrecorriente. Por otra parte, el motor más lento, al presentar deslizamiento, entrará en estado de generación regenerativa, lo que hará que el variador active una alarma por sobretensión. Para evitar estas alarmas, en esta solución los dos variadores PI500 250G3R se ponen en marcha simultáneamente mediante terminales externos y se utiliza la tecnología de bus común de corriente continua, lo que resuelve perfectamente este problema. Así, el sistema de control por variador arranca suavemente y opera con una corriente estable. 

De acuerdo con los principios de selección de variadores mencionados anteriormente, la lista de componentes seleccionados para la modificación mediante variador de la trituradora es la siguiente: 
 

B. Diagrama de conexión de terminales del variador 
El diagrama de conexión de los terminales del circuito principal y del circuito de control del variador para la trituradora es el siguiente: 
 

Figura 3: Esquema de principio de la modificación por variador de frecuencia del triturador 
Configure un botón de arranque y otro de parada. En este caso, se utilizan los terminales de entrada digital 1 y 3, así como las salidas de relé 1 y 2. El terminal de entrada DI1 está definido para el sentido de giro positivo; cuando DI1 se conecta a COM, el motor comienza a girar en sentido positivo. Al pulsar el botón de parada, el motor se detiene inmediatamente. El terminal DI3 está configurado para el modo de funcionamiento de tres cables. Los parámetros del grupo F1 en el variador deben ajustarse según la tabla siguiente. Cuando el variador presenta una falla, la salida de relé 1 (normalmente cerrada) se activa; esta señal controla el funcionamiento del contactor de corriente alterna de la cinta transportadora, deteniendo así el movimiento de todos los mecanismos de alimentación de las cintas transportadoras en caso de que se produzca una avería. 
 

IV. Efectos de la aplicación de la variación de velocidad por frecuencia PI500 en la trituradora 
La trituradora ha obtenido buenos resultados tras la modificación con variador de frecuencia y cuenta con las siguientes ventajas: 
1. Mejorar la eficacia del trabajo de trituración 
El sistema de control de frecuencia variable cuenta con una capacidad precisa para controlar la velocidad de rotación, lo que permite que el par de salida del motor se ajuste a la carga. Los usuarios pueden regular la velocidad adecuada según el material y el tamaño de partícula deseado en la descarga. El par de salida de la trituradora controlada por frecuencia variable varía en función de la carga, lo que mejora eficazmente la eficiencia del trabajo.

2. Ahorrar energía 
En comparación con las trituradoras controladas de manera tradicional, el ahorro energético es el aspecto más práctico en las trituradoras controladas por variadores de frecuencia. Regular el régimen de velocidad del motor según el material que se tritura constituye un estado de operación económico.

3. Prolongar la vida útil de la trituradora 
El variador de frecuencia reduce eficazmente el pico de corriente de arranque al mínimo, prolongando así la vida útil del motor de trituración.

4. Prevenir daños al motor

El variador de frecuencia cuenta con una excelente protección contra sobrecorrientes. Si se produce un atasco en el equipo o si falta lubricante en el equipo, lo que provoca una carga excesiva en el motor, la función de protección del variador puede proteger eficazmente el motor y evitar que se sobrecargue y se dañe por quemadura.

V. Palabras finales 
Según la aplicación práctica del variador de frecuencia de la serie PI500 en la trituradora de este cliente, dicho variador permite una regulación suave de la velocidad y un control preciso, garantizando así de manera eficaz el funcionamiento seguro y estable de la trituradora. Esto ha llevado a una mejora considerable en la eficiencia de producción del sistema, al tiempo que facilita la operación y simplifica el mantenimiento, lo que permite al cliente ahorrar costos operativos y aumentar la eficiencia del trabajo. Por ello, merece ser ampliamente promovido y utilizado.