El convertidor de frecuencia es un mecanismo que se utiliza para regular la velocidad de rotación de los motores. ¿Cuál es el principio del inversor y cuáles son sus posibles aplicaciones? ¿Los convertidores de frecuencia y los inversores son el mismo dispositivo? ¿Cuánto cuesta un inversor monofásico o trifásico de buena calidad? A continuación, responderemos las preguntas más importantes.
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Inversor versus convertidor de frecuencia
¿Qué es un inversor?
En teoría, un inversor es un dispositivo diseñado para convertir corriente continua en corriente alterna con una frecuencia de salida ajustable. Estos serán, por ejemplo, varios tipos de convertidores de automóviles.
El término inversor se usa indistintamente con el inversor. Es tan común que los propios productores utilicen esta nomenclatura como alternativa. Sin embargo, el inversor es en realidad solo un componente del inversor. Si está interesado en instalaciones eléctricas, consulte también artículos sobre instalación eléctrica recogidos aquí.
¿Qué es un convertidor de frecuencia?
Los convertidores de frecuencia convierten el voltaje CA de una red de frecuencia fija en voltaje CC. Este es un paso para permitir la regulación de la velocidad de rotación de los motores eléctricos. La tensión constante obtenida por el inversor permite generar una tensión con frecuencia regulada. Esto, a su vez, proporciona control del par motor.
Si observa el diagrama del dispositivo, notará que un convertidor de frecuencia típico consta de varios elementos clave. Estos serán un inversor, rectificador, sistema de control, sistema de potencia, circuito intermedio y sistema de supervisión.
Como podemos ver, el inversor y el convertidor de frecuencia son dos dispositivos diferentes. Sin embargo, la terminología generalmente aceptada está tan extendida que los dos nombres se usan indistintamente. También usaremos la misma nomenclatura en este artículo. Siempre que utilizamos el término inversor, significa convertidor de frecuencia. Si está interesado en este tema, Lea también el artículo sobre los costos de instalación de instalaciones eléctricas..
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El principio de funcionamiento y las posibilidades de uso de los inversores.
El principio de funcionamiento del inversor.
¿Para qué sirven los convertidores de frecuencia? Para familiarizarnos con el principio de funcionamiento del inversor, primero debemos determinar los detalles del funcionamiento de los motores eléctricos. El motor conectado al suministro eléctrico doméstico funcionará al número especificado de revoluciones por minuto. En algunas situaciones, sucede que necesitamos control de velocidad. El motor debe funcionar más rápido o más lento (un buen ejemplo es el motor que acciona el tambor de la lavadora).
El principio de funcionamiento simplificado parece bastante simple. El motor alimentado por red recibe una corriente de 50 Hz. Si queremos cambiar la velocidad de rotación del dispositivo, tenemos que reducir la frecuencia de la corriente. Los convertidores de frecuencia convierten el voltaje de CA de una red de frecuencia fija en voltaje de CC con una frecuencia ajustable. En nuestro caso, esta regulación es de 0 a 50 Hz. Algunos convertidores de frecuencia podrán aumentar el parámetro a 87 Hz.
Reducir la frecuencia reducirá la velocidad de rotación del motor eléctrico. El aumento de la frecuencia funcionará de la misma manera, aumentando la velocidad de rotación del motor. La posibilidad de ajustar el régimen del motor aumenta su uso. Vale la pena agregar que la frecuencia de 87 Hz hace que el motor funcione más rápido, mientras que la velocidad del par comienza a disminuir. Consulte también este artículo, ¿Cómo se ve el diagrama de cableado?.
¿Dónde son adecuados los convertidores de frecuencia?
La pregunta se puede responder muy brevemente. Los convertidores de frecuencia se prueban donde sea que necesitemos regular la velocidad de rotación y el par del motor. El diseño avanzado del convertidor de frecuencia permite su uso en muchas industrias. Algunos modelos también se utilizan en uso doméstico.
El convertidor de frecuencia de CA se usa comúnmente en motores de bombas y compresores. El inversor también se encuentra en ventiladores domésticos más avanzados. Además, los convertidores de frecuencia también se utilizan a veces en sistemas de automatización para puertas de garaje y vallas. Hay muchas posibilidades de aplicación en hogares y exteriores.
También vale la pena agregar que los convertidores de frecuencia se han utilizado en empresas de fabricación. Allí, son un elemento importante del accionamiento de correas, alimentadores y transportadores. Un extenso convertidor de frecuencia proporciona un control total de la regulación de velocidad y par. Por lo tanto, también será un elemento importante de equipo para motores que accionan varios tipos de máquinas de producción. Si está interesado en este tema, lea también este artículo sobre el disyuntor en miniatura.
¿Cuánto pagaremos por el convertidor?
El precio de los inversores varía considerablemente. Todo depende de los parámetros operativos del dispositivo, el método de control y el grado de avance. Compraremos convertidores de frecuencia sencillos por varios cientos de zlotys. Sin embargo, los modelos más nuevos y avanzados costarán varios miles de zlotys.
Al elegir un convertidor de frecuencia, vale la pena prestar especial atención a la calidad de la mano de obra. Solo los dispositivos de buena calidad garantizarán una alta precisión en el control de la velocidad del motor. El convertidor de frecuencia de marca también tendrá un período de garantía prolongado.
Al examinar las ofertas de venta, prestemos atención a ABB, Siemens y Lenze. Estos son los principales fabricantes de inversores, cuyos dispositivos son apreciados por los profesionales.
Correcta selección y montaje del convertidor de frecuencia
Parámetros de instalación
Al elegir un convertidor de frecuencia de CA, vale la pena considerar varios parámetros de rendimiento importantes. Será, por ejemplo, la frecuencia mínima y máxima. Estos son los valores que definen los límites de la frecuencia de salida del convertidor, que deben seleccionarse de acuerdo con la especificidad del motor eléctrico.
Un parámetro importante también será el ajuste del dispositivo a los parámetros nominales del motor. Podemos averiguar sobre ellos mirando el diagrama o la placa de características del dispositivo. Las clasificaciones más importantes son la velocidad del motor, la corriente nominal, la frecuencia nominal y la tensión nominal.
Al seleccionar convertidores de frecuencia directos, prestamos especial atención a la selección de la potencia nominal. El convertidor de frecuencia debe tener la misma potencia nominal que el motor eléctrico conectado a él. La situación se complica cuando pretendemos conectar varios motores a un convertidor. En esta situación, navegamos por el diagrama o la placa de identificación de todos los motores, encontrando las marcas de la potencia nominal. Luego sumamos el resultado y agregamos aproximadamente un 20 por ciento de reserva. De esta forma obtenemos la potencia nominal que debería tener nuestro convertidor de frecuencia.
Antes de comenzar el montaje, analicemos el diagrama de conexión de los convertidores a un tipo específico de motor. Los devanados del convertidor de frecuencia están conectados en el llamado triángulo o asterisco. También será muy importante introducir los parámetros de funcionamiento del motor en el convertidor. Todos los parámetros de funcionamiento del motor se pueden encontrar en la placa de características.
Seleccionamos convertidores de frecuencia: el método de suministro del convertidor de frecuencia.
El convertidor de frecuencia debe adaptarse a la especificidad del motor. Podemos encontrar muchos tipos de estos dispositivos en las ofertas de venta. Por tanto, a continuación haremos algunas divisiones importantes que determinarán la selección del convertidor adecuado. Uno de los criterios más importantes para la división es el método de suministro. El convertidor de frecuencia se puede alimentar con condensadores o directamente con la corriente de la instalación eléctrica.
Los convertidores de frecuencia de corriente continua están equipados con un estrangulador, que garantiza el correcto funcionamiento del dispositivo. Los llamados convertidores de voltaje, que funcionan con bancos de condensadores de gran capacidad, son un poco menos populares.
Al elegir el método de suministro de energía para el inversor, también debe prestar atención al número de fases en la instalación. Las ofertas de venta incluyen convertidores de frecuencia trifásicos y convertidores monofásicos.
El convertidor de frecuencia trifásico es adecuado para instalaciones trifásicas. El diagrama esquemático del dispositivo muestra tres fases en la entrada y tres fases en la salida (por ejemplo, 3 x 230 V). La construcción de un convertidor de frecuencia monofásico es ligeramente diferente. Un convertidor monofásico tiene una fase de entrada y tres fases de salida. Si desea conocer los detalles exactos de la operación, debe conocer el diagrama del dispositivo.
El método de control de convertidores de frecuencia.
El método de control es otro parámetro importante a considerar al seleccionar un convertidor de frecuencia. Los inversores disponibles en las ofertas de venta pueden tener control vectorial (convertidores de frecuencia vectoriales) y control escalar (convertidores de frecuencia escalares).
El convertidor de frecuencia escalar funciona con una unidad variable. El diseño escalar del convertidor de frecuencia permite que el motor reciba la menor cantidad de energía eléctrica posible, lo que no reducirá el valor de salida por debajo del valor establecido. Los convertidores de frecuencia escalares se pueden encontrar, por ejemplo, en bombas.
La segunda solución es un convertidor de frecuencia vectorial. A diferencia de su predecesor, funciona con unidades permanentes. Encuentra posibilidades de aplicación versátiles. El diseño vectorial del convertidor de frecuencia garantiza una alta eficiencia del control de velocidad y par.
