Variador de Frecuencia


I. Introducción

La práctica está destinada principalmente a lograr hacer una buena utilización de un variador de frecuencia, teniendo en cuentas las especificaciones que el Eurotherm-601 (variador utilizado) implique; así como lograr entender las aplicaciones en las cuales pueda ser utilizado a nivel de Industria.
II. MARCO TEÓRICO

1. Qué es un variador de Frecuencia VFD?

Un variadorde Frecuencia, también conocido como VFD, por sus siglas en inglés, Variable frequency Drive, tal y como su nombre lo indica es el encargado de hacer variar la frecuencia de la alimentación de un motor; se conoce que los variadores de frecuencia son un caso especial de los variadores de velocidad, en los cuales se busca regular la velocidad de rotación de un motor, por ende también controla lapotencia sumistrida.

2. Exprese la formulación matemática del motor de inducción, de la cual se vale el variador para su propósito.
El control de velocidad de un motor de inducción se puede hacer básicamente bajo dos técnicas, la primera de estas consiste en variar la velocidad sincrónica del motor, ya que se sabe que la velocidad del rotor permanece cerca a este valor; y


la otra consisteen variar el desplazamiento del motor para una carga dada.

Sabiendo que los motores de inducción varían alrededor del concepto de velocidad síncrona de un sistema, se deberá llegar a este concepto en el cual se tendría como resultado final la idea de que



Donde RPM hace alusión a las revoluciones por minuto, f a la frecuencia, y p a la cantidad de polos.
Se puede partir de la idea queexiste una diferencia entre recorrido mecánico y eléctrico del motor, aclarando que los subíndices “e” hará alusión a la parte eléctrica y los subíndices “m” a la parte mecánica. La relación que existe entre estas dos está definida como



Llevando a se obtendrá lo siguiente


Así mismo se sabe que las revoluciones por minuto están definidas



De la ecuación tres se reemplaza elvalor de que se encuentra a partir de la ecuación dos



Llegando finalmente a que las revoluciones por minuto están dadas por



Fórmula en la cual está basada el variador de frecuencia.

3. Explique, a modo de lazo realimentado de control (esquema) 2 aplicaciones.

Los variadores de frecuencia incorporan un regulador PID que puede ser usado, por ejemplo, para controlar flujo o caudalen ventiladores y bombas, temperatura, presión, etc.


fig1. Diagrama de un sistema retroalimentado VFD.

Donde:

G1: Variador de frecuencia 1 Sistema de control de la desviación
w: PC (Punto de Consigna) 2 Variador de frecuencia
x: VP (Variable de Proceso) 3 Ventiladores, bombas o elementos similares
P1: Medida a controlar 4 Valor de PC Punto de Consigna de Frecuencia
B1: Convertidor dela medida a controlar
1. Sistema de control de la desviación
2. Variador de frecuencia
3. Ventiladores, bombas o elementos similares
4. Valor de PC Punto de Consigna de Frecuencia

i) Aplicación 1: Control de caudal.
El sistema de control el mismo mostrado en la figura 2:


fig2. Diagrama de control de caudal.

w : Valor de Punto de Consigna (PC)
x : Variable de Proceso VP(variable de relación caudal-tensión)
B1 : Convertidor caudal/tensión
P1 : Sensor de caudal
1 : Ventilador

Se tiene un sensor de caudal (P1) el cual esta midiendo el flujo y entregándolo a un conversor (B1), el cual retroalmienta la señal al control PID del VFD.

Con este control de flujo, si el punto de consigna u operación (PC) es mayor que la variable de proceso (VP), la salida de frecuenciadel variador aumenta y aumentará el caudal dado que aumentara la velocidad del motor acoplado al ventilador (1) y si el PC es menor que la VP, la salida de frecuencia del variador disminuye, disminuyendo el caudal.

ii) Aplicación 2: Control de temperatura por aporte de aire frio

fig3. Diagrama de control de caudal.

w : Valor de Punto de Consigna (PC)
x : Variable de Proceso VP (variable...