Vistas:3 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2023-05-18 Origen:Sitio
Debido a que es difícil cambiar la frecuencia de una onda sinusoidal de CA en el modo de CA, el primer trabajo de un convertidor de frecuencia es convertir la onda en CC.Como verá un poco más adelante, es relativamente fácil manipular CC para que parezca CA.El primer componente de todos los convertidores de frecuencia es un dispositivo conocido como rectificador o convertidor.
El circuito rectificador convierte CA en CC y lo hace de la misma manera que un cargador de batería o una soldadora de arco.Utiliza un puente de diodos para limitar el viaje de la onda sinusoidal de CA a una sola dirección.El resultado es una forma de onda de CA totalmente rectificada que un circuito de CC interpreta como una forma de onda de CC nativa.Los convertidores de frecuencia trifásicos aceptan tres fases de entrada de CA separadas y las convierten en una única salida de CC.La mayoría de los convertidores de frecuencia trifásicos también pueden aceptar alimentación monofásica (230 V o 460 V) pero, dado que solo hay dos tramos de entrada, la salida del convertidor de frecuencia (HP) debe reducirse porque la corriente CC producida se reduce proporcionalmente.Por otro lado, los verdaderos convertidores de frecuencia monofásicos (aquellos que controlan motores monofásicos) utilizan una entrada monofásica y producen una salida de CC que es proporcional a la entrada.
Hay dos razones por las que los motores trifásicos son más populares que sus contrapartes monofásicas cuando se trata de operación de velocidad variable.En primer lugar, ofrecen un rango de potencia mucho más amplio.Pero, igualmente importante es su capacidad para comenzar la rotación por su cuenta.Un motor monofásico, por otro lado, a menudo requiere alguna intervención externa para comenzar a girar.En este caso, limitaremos nuestra discusión a los motores trifásicos utilizados en convertidores de frecuencia trifásicos.
El segundo componente, conocido como bus de CC (que se muestra en el centro de la ilustración), no se ve en todos los convertidores de frecuencia porque no contribuye directamente a la operación de frecuencia variable.Pero siempre estará presente en los convertidores de frecuencia de uso general de alta calidad (aquellos fabricados por fabricantes de convertidores de frecuencia dedicados).Sin entrar en muchos detalles, el bus de CC utiliza condensadores y un inductor para filtrar el voltaje de 'ondulación' de CA de la CC convertida antes de que ingrese a la sección del inversor.También puede incluir filtros que impiden la distorsión armónica que puede realimentarse a la fuente de alimentación que alimenta al convertidor de frecuencia.Los convertidores de frecuencia más antiguos y algunos convertidores de frecuencia específicos de bombas requieren filtros de línea independientes para realizar esta tarea.
El inversor utiliza tres conjuntos de transistores de conmutación de alta velocidad para crear 'pulsos' de CC que emulan las tres fases de la onda sinusoidal de CA.Estos pulsos no solo dictan el voltaje de la onda sino también su frecuencia.El término inversor o inversión significa 'reversión' y simplemente se refiere al movimiento hacia arriba y hacia abajo de la forma de onda generada.El inversor convertidor de frecuencia moderno utiliza una técnica conocida como 'Modulación de ancho de pulso' (PWM) para regular el voltaje y la frecuencia.
Los variadores de frecuencia, comúnmente conocidos como VFD, son dispositivos electrónicos que controlan la velocidad y el par de los motores eléctricos al variar la frecuencia y el voltaje de la potencia suministrada al motor.Son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y comerciales para lograr eficiencia energética, control preciso del motor y flexibilidad operativa.
La función principal de un variador de frecuencia es convertir la energía de corriente alterna (CA) de frecuencia fija de la red eléctrica en energía de CA de frecuencia variable que se puede suministrar al motor.Al ajustar la salida de frecuencia y voltaje, el VFD puede controlar la velocidad de rotación del motor, lo que permite un control preciso y la optimización del rendimiento del motor.
Una de las ventajas clave de VFD es su capacidad de ahorro de energía.Los métodos tradicionales de control de motores, como el estrangulamiento mecánico o el encendido/apagado, desperdician cantidades significativas de energía.Los VFD, por otro lado, pueden hacer coincidir la velocidad y la potencia de salida del motor con los requisitos de carga reales, lo que genera ahorros de energía sustanciales.Esta función es especialmente beneficiosa en aplicaciones en las que el motor funciona con cargas parciales durante períodos prolongados.
VFD también ofrecen mejor control y protección del motor.Con la capacidad de ajustar la velocidad y el par del motor, los VFD permiten un arranque y una parada suaves del motor, lo que reduce el estrés mecánico y el desgaste.También pueden proporcionar funciones avanzadas de protección del motor, como protección contra sobrecarga, detección de cortocircuitos y monitoreo de voltaje/corriente, lo que mejora la vida útil y la confiabilidad del motor.
Otra ventaja de variador de frecuencias es su flexibilidad y adaptabilidad.Permiten un control preciso de la velocidad, la aceleración y la desaceleración del motor, lo que los hace adecuados para aplicaciones con diferentes requisitos operativos.Además, los VFD se pueden integrar fácilmente en los sistemas de automatización, lo que permite una integración perfecta con otros dispositivos de control y mejora la eficiencia general del sistema.
En resumen, los variadores de frecuencia son dispositivos esenciales que proporcionan un control preciso y eficiente de los motores eléctricos.Su capacidad para variar la salida de frecuencia y voltaje permite un rendimiento óptimo del motor, ahorro de energía y protección mejorada del motor.Con su flexibilidad y adaptabilidad, los VFD juegan un papel vital en numerosas aplicaciones industriales y comerciales, contribuyendo a mejorar la eficiencia y la productividad.
