Convertidores de Frecuencia
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Un convertidor de frecuencia es un regulador de uso industrial que se ubica entre la fuente de alimentación energética y el motor. La energía pasa por el convertidor el cual regula la electricidad antes que llegue al motor.
Los convertidores de frecuencia son conocidos por sus siglas en ingles VFD (Variable Frequency Drive). Es un sistema que permite controlar la velocidad de un motor de corriente alterna a través del monitoreo y control de la frecuencia de alimentación que este ofrece.
Suministran voltaje y frecuencia variable al motor. Se usan conectados a la corriente eléctrica, la cual tiene una frecuencia y voltaje fijo, transformando primeramente la electricidad a un voltaje continuo, para luego crear un voltaje alterno trifásico con frecuencia y magnitud variable.
Y es que los motores eléctricos tienen un papel protagónico en los procesos de las grandes empresas e industrias. Como funcionan con corriente eléctrica, requieren de una determinada carga de energía para un óptimo funcionamiento y desempeño.
Los variadores de frecuencia, drivers de frecuencia ajustable (AFD), micro drivers o inversores como también se les conoce, regulan la velocidad de los motores eléctricos, haciendo que la electricidad que recibe el motor sea la adecuada, reduciendo el consumo de energía entre un 20 y 70%.
Los nuevos modelos presentan funciones adicionales que brindan mayor protección al motor y control para otras aplicaciones. Para ello es necesario que los convertidores cuenten con terminales de control que permitan conectar puertos de comunicación de datos y parámetros de configuración.
Tipos
Como hemos visto los convertidores son dispositivos que ofrecen al motor un cambio de velocidad más rápido de forma eficiente, brindándole al motor la oportunidad de trabajar eficazmente en cada operación que realice. El mercado actualmente cuenta con los siguientes tipos:
- De corriente alterna: Está basado en vehículos que funcionan con este tipo de corriente.
- De corriente directa: Funciona directamente a través de motores de corriente continua.
- De voltaje de entrada: Su uso es simple. A través de la variación de voltaje crean ondas sinusoidales.
- De fuentes de entrada: Su funcionamiento es parecido al anterior, pero se diferencian por la entrada de la corriente que es en onda cuadrada.
- De ancho pulso modulado: Este tipo es más complicado que los anteriores, sin embargo, la estabilidad del motor la manejan mejor. Dan pulsos al motor a través de transmisores.
- De vector de flujo de ancho de pulso modulado: Contienen un microprocesador que facilita su regulación.
Componentes
Un convertidor de frecuencia está constituido por dos módulos montados. El módulo de control que se encarga del funcionamiento y el de potencia que sustenta al motor con electricidad. A su vez los componentes internos son:
- Circuito de entrada o rectificador: Recibe la corriente alterna y la convierte en continua a través de un puente rectificador o regulador de diodos de alta potencia. En esta parte la corriente continua aún conserva armónicos residuales y componentes de corriente alterna por lo que necesita un filtrado mayor.
- Circuito intermedio: Es un circuito donde la corriente continua se extrae y pasa por un proceso de filtrado utilizando condensadores e inductores, es decir, la tensión rectificada se suaviza y minimiza la emisión de armónicos a la red.
- Inversor: Convierte el voltaje continuo del componente anterior en un voltaje de frecuencia y tensión variable mediante la generación de pulsos a través del sistema IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor).
- Circuito de salida o control: Este se encarga de encender y apagar los IGBT para producir los pulsos de tensión y frecuencia variable. Asimismo, monitorea la corriente, temperatura, voltaje, etc.
Utilidad
Son ampliamente usados en el ámbito industrial ya que se han hecho indispensables para variar la velocidad de los motores usados en los diferentes procesos sin que afecte su eficiencia. Entre las industrias que lo usan se pueden mencionar:
- Metalúrgica
- Cemento
- Minería
- Industria química
- Alimentación y bebidas
- Petróleo y Gas
- Marina
- Plástico y cauchos
- Tratamientos de agua
- Generación eléctrica
Pueden usarse en distintos tipos de maquinarias, como, por ejemplo:
- Ascensores
- Grúas
- Montacargas
- Compresores
- Bombas solares
- Torre de enfriamiento
- Líneas de montaje
- Bombeo de agua
- Cintas transportadoras
Su función es mantener controlada la velocidad giratoria de los motores, bien sea con un solo equipo o con varios, los cuales pueden ser del tipo mecánicos, eléctricos, hidráulicos o electrónicos.
Ventajas
Un variador de frecuencia presenta múltiples ventajas, entre ellas podemos mencionar:
- Mejoramiento en la productividad.
- Mayor control en los procesos. En la velocidad del motor, presión y caudal en ventiladores y bombas.
- Incremento de la eficiencia energética.
- Arranque flexible de los motores.
- Alarga la vida útil de los equipos.
- Reduce los tiempos de improductividad por paradas de equipos.
- De fácil instalación.
- Minimiza los niveles de temperatura y mantenimiento de equipos conectados.
- El sobrecalentamiento de los equipos es mínimo.
Si el uso de estos aparatos se hiciera de forma global en todas las empresas posibles, el consumo de energía se redujera aún más. Conservándola para proteger nuestro ecosistema, ya que es uno de los objetivos principales de los convertidores de control de velocidad.
Desventajas
- La instalación, programación y mantenimiento solo debe hacerlo el personal calificado y entrenado.
- Cualquier problema o avería no puede resolverse en el sitio. Por lo que debemos contar con otro variador para reemplazar el dañado o dejar la instalación sin actividad.
- Propagación de ruidos.
- Posibles interferencias en la red eléctrica.
Recomendaciones
- Debemos conocer antes de adquirir un variador de frecuencia el voltaje que manejamos y el tipo de motor que conectaremos al él. Solo así podemos seleccionar el que mejor se adapte a nuestra necesidad y requerimiento.
- Brindar mantenimiento a las instalaciones eléctricas para evitar sobrecargas en el convertidor.
Donde comprar
El mercado cuenta con una amplia variedad y disponibilidad de convertidores, con características diversas. Se tienen modelos para colocarlos en la pared, directamente en tierra (posición descentralizada) o resguardado en un panel de control o armario. Solo basta con saber dónde lo utilizarás para hacer tu mejor elección. En tiendas online como Amazon puedes conseguir un catálogo diverso de opciones para que compares y compres el más adecuado para tu empresa o negocio.
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Última actualización de precios y productos 2022-05-18