Los proveedores de equipos de ahorro energético para ascensores le recuerdan que los convertidores de frecuencia se utilizan ampliamente en diversas industrias, como la climatización, los ascensores y la industria pesada. A continuación, explicaremos los conceptos básicos sobre el uso de convertidores de frecuencia en ascensores:
1. ¿Qué es un convertidor de frecuencia?
Un convertidor de frecuencia es un dispositivo de control de energía eléctrica que utiliza la función de encendido y apagado de dispositivos semiconductores de potencia para convertir fuentes de frecuencia de potencia en otra frecuencia.
2. ¿Cuáles son las diferencias entre PWM y PAM?
PWM es la abreviatura de Modulación por Ancho de Pulso (Pulse Width Modulation), que consiste en ajustar la salida y la forma de onda modificando el ancho de pulso de un tren de pulsos según un patrón determinado. PAM significa Modulación por Amplitud de Pulso (Pulse Amplitude Modulation), un método de modulación que ajusta el valor de salida y la forma de onda modificando la amplitud de pulso de un tren de pulsos según una regla específica.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el tipo de voltaje y el tipo de corriente?
El circuito principal de un convertidor de frecuencia se puede dividir aproximadamente en dos categorías: el tipo de voltaje es un convertidor de frecuencia que convierte la CC de la fuente de voltaje en CA, y el filtrado del circuito de CC es un capacitor; el tipo de corriente es un convertidor de frecuencia que convierte la corriente continua de una fuente de corriente en corriente alterna, con un filtro de circuito de CC y un inductor.
4. ¿Por qué el voltaje y la corriente de un convertidor de frecuencia cambian proporcionalmente?
El par de un motor asíncrono se genera mediante la interacción entre el flujo magnético del motor y la corriente que fluye a través del rotor. A la frecuencia nominal, si la tensión se mantiene constante y solo se reduce la frecuencia, el flujo magnético será demasiado grande, el circuito magnético se saturará y, en casos graves, el motor se quemará. Por lo tanto, la frecuencia y la tensión deben ajustarse proporcionalmente; es decir, al cambiar la frecuencia, la tensión de salida del convertidor de frecuencia debe controlarse para mantener un flujo magnético determinado en el motor y evitar la aparición de magnetismo débil y fenómenos de saturación magnética. Este método de control se utiliza comúnmente en convertidores de frecuencia de bajo consumo en ventiladores y bombas.
5. Cuando el motor eléctrico es impulsado por una fuente de frecuencia eléctrica, la corriente aumenta cuando el voltaje cae; en el caso del accionamiento del convertidor de frecuencia, si el voltaje también disminuye cuando la frecuencia disminuye, ¿aumenta la corriente?
Cuando la frecuencia disminuye (a baja velocidad), si se emite la misma potencia, la corriente aumenta, pero bajo la condición de par constante, la corriente permanece casi sin cambios.
6. ¿Cuáles son la corriente de arranque y el par de arranque del motor cuando se utiliza un convertidor de frecuencia para su funcionamiento?
Al utilizar un convertidor de frecuencia, la frecuencia y el voltaje aumentan proporcionalmente con la aceleración del motor, y la corriente de arranque se limita a menos del 150 % de la corriente nominal (125 %~200 % según el modelo). Al arrancar directamente con la red eléctrica, la corriente de arranque es de 6 a 7 veces mayor, lo que provoca descargas mecánicas y eléctricas. El uso de un variador de frecuencia permite un arranque suave (con un tiempo de arranque más largo). La corriente de arranque es de 1,2 a 1,5 veces mayor que la corriente nominal, y el par de arranque es del 70 % al 120 % del par nominal. En los convertidores de frecuencia con función de mejora automática del par, el par de arranque es superior al 100 % y permite el arranque a plena carga.
7. ¿Qué significa el modo V/f?
Cuando la frecuencia disminuye, el voltaje V también disminuye proporcionalmente, como se explica en la respuesta 4. La relación proporcional entre V y f está predeterminada teniendo en cuenta las características del motor, y normalmente hay varias características almacenadas en el dispositivo de almacenamiento (ROM) del controlador, que se pueden seleccionar mediante interruptores o diales.
8. ¿Cómo cambia el par del motor cuando V y f se modifican proporcionalmente?
Cuando la frecuencia disminuye y el voltaje disminuye proporcionalmente, la disminución de la impedancia de CA, mientras que la resistencia de CC permanece constante, provocará una tendencia a reducir el par de tierra generado a bajas velocidades. Por lo tanto, dada la relación V/f a bajas frecuencias, es necesario aumentar ligeramente el voltaje de salida para obtener un par de arranque determinado. Esta compensación se denomina arranque mejorado. Se pueden utilizar diversos métodos para lograrlo, como el funcionamiento automático, la selección del modo V/f o el ajuste del potenciómetro.
9. ¿No hay potencia de salida por debajo de 6 Hz, ya que el manual indica un rango de velocidad de 60~6 Hz, que es 10:1?
Aún se puede generar potencia por debajo de 6 Hz, pero, debido al aumento de temperatura y al par de arranque del motor, la frecuencia mínima de operación ronda los 6 Hz. En este momento, el motor puede generar el par nominal sin causar problemas graves de calentamiento. La frecuencia de salida real (frecuencia de arranque) del convertidor de frecuencia varía entre 0,5 y 3 Hz, según el modelo.
10. ¿Es posible requerir un par constante para combinaciones generales de motores superiores a 60 Hz?
Generalmente no es posible. Cuando el voltaje se mantiene constante por encima de 60 Hz (y también existen modos por encima de 50 Hz), generalmente se trata de una característica de potencia constante. Cuando se requiere el mismo par a altas velocidades, se debe prestar atención a la selección de la capacidad del motor y del inversor.
11. ¿Qué significa 'bucle abierto'?
Se instala un detector de velocidad (PG) en el dispositivo del motor para realimentar la velocidad real al dispositivo de control, lo que se denomina "lazo cerrado". Si no funciona con PG, se denomina "lazo abierto". Los convertidores de frecuencia universales suelen ser de lazo abierto, y algunos modelos también pueden incorporar opciones de realimentación de PG.
12. ¿Qué se debe hacer cuando la velocidad real se desvía de la velocidad dada?
En lazo abierto, incluso si el convertidor de frecuencia genera una frecuencia determinada, la velocidad del motor varía dentro del rango de deslizamiento nominal (1%~5%) al funcionar con carga. Para situaciones donde se requiere una alta precisión en la regulación de la velocidad e incluso los cambios de carga requieren operar cerca de una velocidad dada, se puede utilizar un convertidor de frecuencia con función de retroalimentación PG (opcional).
13. Si se utiliza un motor con PG para retroalimentación, ¿se puede mejorar la precisión de la velocidad?
El convertidor de frecuencia con función de retroalimentación PG ha mejorado la precisión. Sin embargo, la precisión de la velocidad depende de la precisión del propio PG y de la resolución de la frecuencia de salida del convertidor.
14. ¿Qué significa la función de prevención de pérdida de sustentación?
Si el tiempo de aceleración es demasiado corto y la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia varía mucho más que la velocidad (frecuencia angular eléctrica), este se desconecta y deja de funcionar debido a una sobrecorriente, lo que se denomina pérdida de velocidad. Para evitar que el motor siga funcionando debido a la pérdida de velocidad, es necesario detectar la magnitud de la corriente para el control de frecuencia. Cuando la corriente de aceleración es demasiado alta, reduzca la velocidad de aceleración según corresponda. Lo mismo ocurre al desacelerar. La combinación de ambos factores constituye la función de pérdida de velocidad.
15. ¿Cuál es la importancia de los modelos con tiempos de aceleración y de desaceleración dados por separado y de los modelos con tiempos de aceleración y de desaceleración dados conjuntamente?
La aceleración y la desaceleración se pueden calcular por separado para diferentes tipos de máquinas, lo cual es adecuado para aceleraciones breves, desaceleraciones lentas o situaciones donde se requiere un ciclo de producción estricto para máquinas herramienta pequeñas. Sin embargo, en situaciones como la transmisión de ventiladores, los tiempos de aceleración y desaceleración son relativamente largos, por lo que ambos tiempos se pueden calcular juntos.
16. ¿Qué es el frenado regenerativo?
Si la frecuencia de comando se reduce durante el funcionamiento del motor eléctrico, se convertirá en un generador asincrónico y funcionará como freno, lo que se denomina frenado regenerativo (eléctrico).
17. ¿Qué es la retroalimentación energética del ascensor?
Convierte la corriente continua (CC) existente e inservible del ascensor en corriente alterna (CA) utilizable y eficaz. El proceso consiste en realimentar simultáneamente la CA invertida a la red de área local que rodea el ascensor para su reutilización.