Un proveedor de convertidores de frecuencia le recuerda: ¿Por qué usar un convertidor de frecuencia al reemplazar el motor correspondiente del equipo por un motor con convertidor de frecuencia? ¿Qué cambios traerá la alimentación del convertidor de frecuencia a las aplicaciones de motores? A continuación, presentamos una breve descripción de los convertidores de frecuencia para motores, analizando cómo han generado cambios disruptivos en las aplicaciones de motores.
Descripción general de los convertidores de frecuencia para motores
Existen aproximadamente tres tipos de convertidores de frecuencia para motores
Tipo funcional ordinario
La función básica de regulación de velocidad de conversión de frecuencia v/f se puede cumplir para aplicaciones generales con bajos requisitos de precisión de regulación de velocidad y rendimiento de control de torque.
Tipo funcional alto
La regulación de velocidad de frecuencia variable V/F con función de control de par se utiliza comúnmente para cargas de par constante en ascensores.
Control vectorial o tipo de control de par directo
Las aplicaciones de alto rendimiento, como el laminado de acero y la fabricación de papel, que requieren un alto rendimiento dinámico, deben utilizar convertidores de frecuencia de control vectorial.
Aplicación del convertidor de frecuencia
En una época en la que la tecnología de convertidores de frecuencia aún no estaba desarrollada, las aplicaciones de alto rendimiento, como ventiladores y bombas de agua, se equipaban principalmente con motores asíncronos trifásicos multivelocidad de polos variables. Sin embargo, debido a la regulación de velocidad escalonada, no era posible lograr una regulación de velocidad uniforme en un amplio rango, y mucho menos optimizar el rendimiento. Hoy en día, los convertidores de frecuencia se utilizan ampliamente, y los motores de conversión de frecuencia diseñados específicamente para cargas como ventiladores y bombas pueden mantener altos niveles de rendimiento eléctrico, como la eficiencia y el factor de potencia, en todo el rango de velocidad mediante la optimización del diseño.
Salto de tres niveles de regulación de carga o salida para ventiladores, bombas, etc.
Métodos de ajuste tradicionales. Al ajustar la apertura del deflector y la válvula de entrada o salida para regular el suministro de aire y agua, la potencia de entrada es alta y se consume mucha energía en el proceso de interceptación del deflector y la válvula.
Motor asíncrono trifásico multivelocidad de polos variables con regulación gradual de velocidad. A plena carga, el motor asíncrono trifásico multivelocidad de polos variables funciona a alta velocidad. Cuando es necesario ajustar el caudal de aire o el suministro de agua, el motor cambia a velocidad media o baja, lo que reduce significativamente la potencia de entrada y logra un ahorro energético considerable.
Regulación de velocidad de frecuencia variable para motores asíncronos trifásicos con regulación de velocidad continua. Al utilizar la regulación de velocidad de frecuencia variable, si se reduce el caudal requerido, este puede satisfacerse reduciendo la velocidad de la bomba o el ventilador. Normalmente, el motor de frecuencia variable dedicado a esta aplicación presenta indicadores de rendimiento optimizados en un amplio rango de velocidades, con una relación caudal/consumo de energía consistentemente alta.
Aplicación de arranque suave y conversión de frecuencia síncrona de imán permanente
Los motores asíncronos se accionan mediante convertidores de frecuencia, que no solo permiten una regulación continua de la velocidad, sino que también controlan la corriente de arranque del motor en un rango inferior al doble de la corriente nominal, y el par de arranque puede alcanzar aproximadamente el doble del par nominal. Por lo tanto, los motores asíncronos trifásicos accionados por convertidores de frecuencia no presentan problemas de arranque, y su característica inherente es el arranque suave de alto rendimiento.
Los motores síncronos de imanes permanentes de alto rendimiento, como los motores de imanes permanentes específicos para vehículos de nueva energía y los motores de imanes permanentes para propulsión naval, se accionan mediante convertidores de frecuencia. Estas aplicaciones suelen utilizar convertidores de frecuencia como módulos de potencia de accionamiento especializados y altamente integrados, que se fabrican de forma integrada con el cuerpo del motor para formar un sistema de motor síncrono de imanes permanentes.
Los variadores de frecuencia han ampliado las aplicaciones de los motores, rompiendo con numerosos tabúes de diseño, como las turbinas eólicas de accionamiento directo de baja velocidad, con velocidades de hasta decenas o cientos de revoluciones; los husillos de accionamiento directo de alta velocidad, con velocidades de hasta decenas de miles de revoluciones; y los motores especializados para accionamientos automotrices. Con la modernización de las aplicaciones y el continuo perfeccionamiento de los requisitos profesionales, los convertidores de frecuencia para motores evolucionarán inevitablemente hacia áreas multidimensionales, como la integración electromecánica especializada, universal y de alto rendimiento, y las aplicaciones inteligentes avanzadas, impulsando la innovación y la modernización continuas de los conceptos de diseño y fabricación de motores.