Máquina envasadora de sustrato para champiñón: dimensionar un variador para aceleraciones y deceleraciones bruscas

La máquina llena bolsas con sustrato para champiñón: el compost mezclado y fermentado que hace crecer el cultivo. Es una sola máquina que hace cuatro trabajos a la vez: transportar el material, dosificarlo, llenar la bolsa y compactar el relleno para que la bolsa sea lo bastante densa para la esterilización e inoculación posteriores. El cilindro horizontal que cruza la máquina aloja el mecanismo dosificador.

Dentro de ese cilindro hay un tornillo sinfín: un transportador de rosca. Su giro empuja el material desde el fondo de la tolva hasta la boca de descarga, y la cantidad entregada es función del número de vueltas que da. Eso convierte el control de porciones en un problema eléctrico y no mecánico: cuente las vueltas, o haga funcionar el sinfín durante un tiempo determinado, y todas las bolsas salen con el mismo peso.

El ciclo de servicio es lo que hace interesante la selección del variador. El sinfín debe llenar y después invertir para despejar, y lo hace de forma continua a lo largo de un turno. La especificación de la máquina exigía funcionamiento en avance a 50 Hz y en retroceso a 30 Hz, con aceleración en 0,30 s y deceleración en 0,10 s. Una deceleración de 0,10 s con un sinfín lleno de compost es una exigencia agresiva: el variador debe absorber rápidamente la energía cinética del sinfín y de su carga, y debe hacerlo miles de veces al día.

El motor es una máquina de 7,5 kW a 1500 rpm con una corriente a plena carga de 14,2 A. Yolico especificó un YD280T4-11G/15PB de 25 A nominales. El variador está deliberadamente muy por encima de la corriente de placa del motor, y la razón es la aplicación y no un margen de seguridad: un servicio que invierte y para con esta dureza necesita un margen de corriente que un variador dimensionado exactamente a los amperios del motor no tendría. Es la misma lógica aplicable a cualquier eje de indexado o dosificación, y conviene decirlo con claridad, porque sobredimensionar un variador para un ventilador o una bomba de servicio constante es un desperdicio, mientras que subdimensionarlo para un servicio de indexado con rampas duras es una reclamación de garantía esperando a ocurrir.

La puesta en marcha fue directa y merece quedar registrada, porque el conjunto de parámetros sirve de plantilla para esta clase de máquina. El variador funciona por consigna de terminales con referencia de frecuencia por escalones de velocidad múltiple. La aceleración es de 0,30 s y la deceleración de 0,10 s, con la unidad de tiempo configurada en 0,01 s para poder introducir esos valores tan pequeños. El terminal DI1 es avance, DI2 retroceso y DI4 selecciona el escalón de velocidad múltiple. En la instalación la máquina funciona de forma estable a 50 Hz en avance y después a 30 Hz en retroceso, y el motor responde con rapidez al perfil de rampa agresivo. La corriente, la frecuencia de salida y las señales DI1 y DI2 registradas confirman que el variador entrega el perfil para el que se diseñó la máquina.