¿Qué es un variador de frecuencia?
Variadores de frecuencia (VFD) como equipo técnico central en el campo de la automatización industrial, se ha convertido en el equipo clave para mejorar la eficiencia energética y realizar un control preciso. Este artículo explica sistemáticamente el principio de funcionamiento, las ventajas principales y los puntos de selección de VFD.
Definición y nombre completo de la unidad de frecuencia variable
VFD, El variador de frecuencia, conocido como variador de frecuencia, regula la velocidad del motor cambiando la frecuencia de la fuente de alimentación. Su naturaleza técnica es un dispositivo de conversión electrónica de potencia, a través del proceso de conversión AC → DC → AC para generar una fuente de alimentación de frecuencia ajustable. Alias incluye: Accionamiento de CA, Fuente de alimentación de frecuencia variable, variador de velocidad, etc.
Ilustración del principio de funcionamiento
- Rectificación: la corriente alterna trifásica se convierte en corriente continua mediante un puente rectificador de diodos.
- Enlace de CC: batería de condensadores que suaviza las fluctuaciones de tensión, buffer de almacenamiento de energía
- Inversor: el módulo IGBT genera formas de onda de modulación por ancho de pulsos (PWM).
Explicación de los componentes básicos
Módulo | Descripción de la función |
|---|---|
Panel de control | Interfaz de parametrización y control de estado |
Sistema de disipación del calor | Sistema de refrigeración forzada por aire/líquido para mantener la temperatura de los componentes <85℃. |
Controlador DSP | Realice el funcionamiento vectorial y el algoritmo de control en bucle cerrado. |
Módulo IGBT | Dispositivo de conmutación semiconductor de potencia, frecuencia de conmutación de hasta 20 kHz |
Comparación de ventajas básicas
- Mejora de la eficiencia energética: Ahorro de energía 30%-60% para cargas de bomba (datos NEMA)
- Protección de arranque suave: Limita la corriente de arranque a 1,5 veces el valor nominal.
- Mayor vida útil: La reducción de los choques mecánicos aumenta la vida útil de los rodamientos entre 2 y 3 veces.
- Respuesta dinámica: Precisión de control vectorial de ±0,2% de error de velocidad
Aplicaciones típicas y modelos de VFD recomendados
Aplicación: Control de la velocidad del ventilador para el ajuste dinámico del caudal de aire
Requisitos clave: Eficiencia energética, reducción de armónicos
Modelos recomendados:
- Accionamientos VFD trifásicos de 90 kW (Grandes unidades comerciales de tratamiento de aire)
- Accionamientos VFD trifásicos de 185 kW (Sistemas de ventilación industrial)
Aplicación: Suministro de agua a presión constante (estabilidad de presión ±1%)
Requisitos clave: Control de bucle PID, protección de bombas
Modelos recomendados:
- Accionamientos VFD trifásicos de 2,2 kW (Bombas de refuerzo residenciales)
- Accionamientos VFD trifásicos de 5,5 kW (Pequeñas estaciones municipales)
Aplicación: Sincronización de cintas transportadoras
Requisitos clave: Coordinación de par, respuesta rápida de E/S
Modelos recomendados:
- Accionamientos VFD trifásicos de 15 kW (Transportadores de línea de envasado)
- Accionamientos VFD trifásicos de 18,5 kW (Manipulación de materiales en línea de montaje)
Aplicación: Control de nivelación del suelo (±3 mm de precisión)
Requisitos clave: Control vectorial sin sensores, gestión de frenos
Modelos recomendados:
- Accionamientos VFD trifásicos de 30 kW (Ascensores de pasajeros de media altura)
- Accionamientos VFD trifásicos de 45 kW (Ascensores comerciales de alta velocidad)
Comparación con arrancadores suaves
Dimensión | Inversor | Arrancador suave |
|---|---|---|
Corriente de arranque | 100%-150% de corriente nominal | 300%-500% de corriente nominal |
Velocidad | 0-100% de ajuste continuo | Sólo control de la fase de arranque |
Factor de potencia | 0,98 (con función PFC) | 0.6-0.8 |
Coste típico | $200/kW | $50/kW |
Puntos de instalación y mantenimiento
- Protección CEM: separación entre líneas de alimentación y de señal >200 mm
- Normas de puesta a tierra: Resistencia de puesta a tierra PE <4Ω, diámetro del cable ≥ 50% de la línea de fase.
- Requisitos de disipación del calor: espacio de instalación para mantener el espacio de ventilación superior e inferior de 50 cm.
- Ciclo de mantenimiento: cada 2.000 horas para comprobar la capacidad de limpieza de la ceniza
Preguntas y respuestas sobre tecnología de AF
P: ¿El inversor dañará el motor?
R: El ajuste correcto de los parámetros puede prolongar la vida útil del motor, pero una frecuencia portadora incorrecta puede acelerar el envejecimiento del aislamiento del bobinado.
P: ¿Cuál es el principio de VFD ¿ahorro de energía?
R: Al reducir la velocidad a carga parcial, la demanda de potencia de la bomba disminuye en proporción al cubo de velocidad.
