Variadores de frecuencia

Variador de frecuencia


Pequeña unidad de variación de frecuencia


Diagrama de un sistema VFD
Un variador de frecuencia (siglas VFD, del inglés: Variable Frequency Drive o bien AFDAdjustable Frequency Drive) es un sistema para el control de la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la frecuencia de alimentación suministrada al motor. Unvariador de frecuencia es un caso especial de un variador de velocidad. Los variadores de frecuencia son también conocidos como drivers de frecuencia ajustable (AFD), drivers de CA, microdrivers o inversores. Dado que el voltaje es variado a la vez que la frecuencia, a veces son llamados drivers VVVF (variador de voltaje variador de frecuencia).
Principio de funcionamiento
Los dispositivos variadoresde frecuencia operan bajo el principio de que la velocidad síncrona de un motor de corriente alterna (CA) está determinada por la frecuencia de CA suministrada y el número de polos en el estátor, de acuerdo con la relación:


Donde
RPM = Revoluciones por minuto
f = frecuencia de suministro CA (Hercio)
p = Número de polos (adimensional)
Las cantidades de polos más frecuentemente utilizadasen motores síncronos o en Motor asíncrono son 2, 4, 6 y 8 polos que, siguiendo la ecuación citada, resultarían en 3000 RPM, 1500 RPM, 1000 RPM y 750 RPM respectivamente para motores sincrónicos únicamente y a la frecuencia de 50 Hz. Dependiendo de la ubicación geográfica funciona en 50Hz o 60Hz.
En los motores asíncronos las revoluciones por minuto son ligeramente menores por el propioasincronismo que indica su nombre. En estos se produce un desfase mínimo entre la velocidad de rotación (RPM) del rotor (velocidad "real" o "de salida") comparativamente con la cantidad de RPM's del campo magnético (las cuales si deberían cumplir la ecuación arriba mencionada tanto en Motores síncronos como en motores asíncronos ) debido a que sólo es atraído por el campo magnético exterior que lo aventajasiempre en velocidad (de lo contrario el motor dejaría de girar en los momentos en los que alcanzase al campo magnético)
Ejemplo
Descripción del VFD
Un sistema de variador de frecuencia (VFD) consiste generalmente en un motor de CA, un controlador y una interfaz operadora.


Relación par-velocidad para un variador de velocidad.
Motor del VFD
El motor usado en un sistema VFD es normalmenteun motor de inducción trifásico. Algunos tipos de motoresmonofásicos pueden ser igualmente usados, pero los motores de tres fases son normalmente preferidos. Varios tipos de motores síncronos ofrecen ventajas en algunas situaciones, pero los motores de inducción son más apropiados para la mayoría de propósitos y son generalmente la elección más económica. Motores diseñados para trabajar avelocidad fija son usados habitualmente, pero la mejora de los diseños de motores estándaraumenta la fiabilidad y consigue mejor rendimiento del VFD.(variador de frecuencia)
Controlador del VFD
El controlador de dispositivo de variación de frecuencia está formado por dispositivos de conversión electrónicos de estado sólido. El diseño habitual primero convierte la energía de entrada CA en CC usandoun puente rectificador. La energía intermedia CC es convertida en una señal quasi-senoidal de CA usando un circuito inversor conmutado. El rectificador es usualmente un puente trifásico de diodos, pero también se usan rectificadores controlados. Debido a que la energía es convertida en continua, muchas unidades aceptan entradas tanto monofásicas como trifásicas (actuando como un convertidor de fase,un variador de velocidad).


Diagrama de Variador de frecuencia con Modulación de Ancho de Pulso (PWM).
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