¿Qué es exactamente un convertidor de frecuencia y cómo funciona?

Olli Tevä describe la tecnología de accionamiento de CA y, en particular, sus usos en aplicaciones HVAC

Un variador de frecuencia es un dispositivo que se utiliza para controlar la velocidad de un motor eléctrico. La velocidad se controla cambiando la frecuencia del suministro eléctrico al motor.

La tensión trifásica en la red eléctrica nacional conectada a un motor crea un campo magnético giratorio en el mismo. El rotor del motor eléctrico seguirá este campo magnético giratorio.

La velocidad está controlada por el variador de CA que convierte la frecuencia de la red a cualquier valor entre 300 Hz o incluso más. De este modo, la velocidad del motor se controla proporcionalmente a la frecuencia.

La tecnología detrás del control de velocidad del motor de CA consiste en:

Los tipos de motores que controlan los variadores de CA normalmente funcionan a velocidad constante. Permitir que el usuario controle la velocidad del motor le brinda potencialmente varios beneficios en términos de control de procesos, estrés del sistema y ahorro de energía.

Control de procesos: controlar la salida del proceso para que coincida con la necesidad; sincronizar diferentes partes del proceso principal para asegurar un flujo fluido entre los subprocesos; cambiando fácilmente la configuración cuando cambian los requisitos del proceso.

En el estrés del sistema: Reducción de la corriente de arranque, lo que permite el uso de fusibles y conexiones de alimentación más pequeños y reduce las cargas máximas en la red eléctrica; reduciendo el choque mecánico en situaciones de arranque y parada.

Energía: Ahorro de energía eléctrica en comparación con los métodos tradicionales de control de procesos. Por ejemplo, en aplicaciones de bombas y ventiladores, el ahorro de energía suele ser del 20 al 50 por ciento.

En las aplicaciones de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC), los principales procesos están relacionados con la calefacción, refrigeración, secado y circulación de aire. Los procesos de apoyo se relacionan principalmente con sacar el calor extra del edificio o proporcionar energía térmica adicional al edificio.

La mayoría de las aplicaciones HVAC en las que se utilizan variadores de frecuencia son ventiladores, bombas y compresores.

Ventiladores y bombas: el uso de un variador de CA para controlar la salida de la bomba o el ventilador en lugar de usar amortiguadores, paletas, válvulas o control de encendido/apagado genera un ahorro de energía sustancial, si la salida requerida es menor que la nominal la mayor parte del tiempo.

El variador de frecuencia controla la velocidad de la bomba y el ventilador cambiando la energía eléctrica suministrada en lugar de amortiguar el flujo de aire o agua. Es como reducir la velocidad de un automóvil presionando menos el acelerador en lugar de usar el freno para reducir la velocidad. El tiempo de amortización de un variador de frecuencia suele ser de un año o menos.

Otros beneficios de usar un variador de frecuencia para controlar la velocidad del ventilador o la bomba son: