En el entorno industrial altamente competitivo actual, optimizar el consumo de energía y el control de procesos no es sólo una ventaja, sino una necesidad. En el centro de esta transformación hay un poderoso dispositivo: elconvertidor de frecuencia, también conocido como variador de frecuencia (VFD).
Aconvertidor de frecuencia, comúnmente conocido como variador de corriente alterna o variador de frecuencia (VFD), es un dispositivo electrónico de potencia avanzado diseñado para controlar la velocidad y el par de un motor de corriente alterna (CA). Esto se logra variando la frecuencia y el voltaje de la energía suministrada al motor. En las aplicaciones tradicionales de velocidad fija, un motor conectado directamente a la fuente de alimentación principal funciona a una velocidad constante, lo que a menudo resulta en una cantidad significativa de desperdicio de energía, especialmente en sistemas donde el flujo o la presión deben regularse mediante dispositivos mecánicos como válvulas o amortiguadores.
Operación básica La operación básica del variador de velocidad comprende un proceso de cambio de dos pasos.
Primero, la energía CA entrante de frecuencia fija (por ejemplo, 50/60 Hz) se convierte en corriente continua (CC) mediante un componente llamado rectificador. Luego, la potencia de CC se suaviza y filtra antes de que la sección del inversor la "invierta" nuevamente a energía de CA.
Lo más importante es que la frecuencia y el voltaje de esta nueva salida de CA pueden controlarse con precisión mediante el microprocesador del inversor. Esta característica permite al operador adaptar con precisión la velocidad del motor a los requisitos del proceso, que es la piedra angular de su potencial de ahorro de energía.
Rectificador: convierte la entrada de CA trifásica o monofásica a CC.
Bus CC (con filtro): alimentación CC que utiliza condensadores e inductores para almacenar y suavizar la transición.
Convertidor de frecuencia: el núcleo del convertidor de frecuencia. Los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) se utilizan para encender y apagar la fuente de alimentación de CC a una frecuencia muy alta.
Unidad de microprocesador (MPU): El cerebro que controla toda la operación, ejecuta el algoritmo de control y procesa las señales de la unidad de detección.
Interfaz de control: permite la configuración de parámetros, el monitoreo y la integración en un sistema de control más amplio.
Importantes ahorros de energía (20-50%):Ésta es la mayor ventaja de las cargas centrífugas como ventiladores y bombas. La ley de afinidad establece que la potencia consumida por una bomba o ventilador es proporcional al cubo de su velocidad. Una reducción del 20% en la velocidad reduce el consumo de energía en casi un 50%. Los variadores SPX utilizan algoritmos avanzados para hacer coincidir la salida del motor con la demanda de carga precisa en tiempo real.
Control preciso del proceso:Además de simples cambios de velocidad, el modo de control vectorial permite un ajuste preciso de la velocidad y el par. Esto mejora la calidad del producto, estabiliza las líneas de producción y reduce el desperdicio en industrias como la textil, la de mecanizado y la de embalaje.
Reducción del estrés mecánico y del mantenimiento:Los variadores de frecuencia proporcionan un arranque suave para aumentar gradualmente la velocidad del motor. Esto elimina las altas corrientes de irrupción para el arranque directo en línea (estresando el sistema eléctrico) y evita sacudidas repentinas de torsión que pueden desgastar correas, engranajes y cojinetes. También evita el dañino efecto "golpe de ariete" en los sistemas de bombeo.
Vida extendida del equipo:Al operar el motor en condiciones controladas, evitando sobrecargas térmicas, tensiones eléctricas y descargas mecánicas, el VFD extiende significativamente la vida útil del motor y del equipo accionado.
Sistemas HVAC:Controla las velocidades de los ventiladores en unidades de aire acondicionado y las velocidades de las bombas en sistemas de agua fría/caliente para un control climático óptimo y una máxima eficiencia energética en edificios comerciales.
Tratamiento de Aguas y Aguas Residuales:Ajuste las velocidades de las bombas en filtración, sopladores de aireación y sistemas de dosificación para responder a las demandas cambiantes, garantizando la estabilidad del proceso y minimizando el consumo de energía.
Manejo de materiales:Proporciona aceleración y desaceleración suaves para transportadores, grúas y elevadores, mejorando la seguridad, la precisión del posicionamiento y reduciendo el derrame de productos.
Máquinas Herramienta y Fabricación:Proporcione un control preciso de la velocidad del husillo para centros de mecanizado, coordine el movimiento para líneas de producción automatizadas y mejore la calidad y el rendimiento del producto.
Energía renovable:Maximizar el uso de la energía eólica como componente clave en sistemas como los aerogeneradores.
