¿Cómo cambian los variadores de frecuencia la velocidad del motor?

Los variadores de frecuencia (VFD) se utilizan para controlar la velocidad de los motores síncronos y de inducción. La complejidad del controlador puede variar desde un simple panel de control operado manualmente hasta un controlador lógico programable (PLC) más sofisticado que puede automatizar el control en función de la entrada de variables del sistema, como el flujo, el nivel o la presión.

Los motores de inducción trifásicos que funcionan con voltaje de línea tienen ondas sinusoidales relativamente suaves con una frecuencia de 50 o 60 hercios (Hz), según la ubicación. Para motores de dos polos, esto equivale a una velocidad de polo síncrono de 3000 o 3600 rotaciones por minuto (rpm). Sin un VFD, la velocidad del motor es relativamente constante y cambia mínimamente en función de la carga debido al deslizamiento del motor. Con un VFD, el voltaje y la corriente que alimentan al motor se controlan encendiendo y apagando transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). La amplitud de los valores de tensión y corriente está controlada por la frecuencia de conmutación y el tiempo de encendido y apagado de los IGBT. Esto significa que cuanto más tiempo estén encendidos los interruptores en comparación con el tiempo que están apagados, mayores serán los valores de voltaje y corriente.

La modulación de ancho de pulso (PWM) es una forma de onda de alta frecuencia generada por los IGBT para simular una forma de onda sinusoidal en el motor. El VFD puede variar la frecuencia de la onda sinusoidal, lo que da como resultado un cambio en la velocidad del motor. PWM es ventajoso porque la pérdida de energía en los dispositivos de conmutación es baja, lo que resulta en una eficiencia relativamente alta y beneficios energéticos cuando se considera la potencia hidráulica reducida a velocidades más bajas. Con la alimentación encendiéndose y apagándose rápidamente, la forma de onda de energía resultante se aproxima mucho a la corriente y el voltaje promedio que una fuente de energía eléctrica normalmente suministraría a un motor (onda sinusoidal). Consulte la Imagen 3.

Para obtener más información sobre VFD y cómo se aplican en aplicaciones de bombeo, consulte "Variables de frecuencia: pautas para la aplicación, instalación y solución de problemas" en pumps.org.

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