Variadores de frecuencia

VARIADORES DE FRECUENCIA
Juan Astudillo
Elio Rojas
Milton Saquisili
Milton Amoroso
Escuela de Ingeniería Electrónica
Universidad Politécnica Salesiana
Cuenca-Ecuador
Resumen: El variador de frecuencia en su funcionamiento principal 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 alimentaciónsuministrada al motor.
I.Introducción
En el siguiente paper vamos a hablar sobre los variadores de frecuencia y podemos comenzar diciendo que: La gama de modelos disponible abarca de entrada monofásica de 120 W a entrada trifásica de
11 kW
Los convertidores están controlados por microprocesador y utilizan tecnología IGBT (Insulated Gate BipoIar Transistor) de última generación. Esto les hacefiables y versátiles. Un método especial de modulación por ancho de impulsos con frecuencia de pulsación seleccionable permite un funcionamiento silencioso del motor. Extensas funciones de protección ofrecen una protección excelente tanto del convertidor como del motor.
Su aplicación seria una de las más frecuentes para motores y también para sistemas de automatización.
Los variadores de frecuenciamás empleados son los PWM (Modulación de Ancho de Pulsos) que emplean en el circuito de entrada puente de diodos rectificadores. En el circuito intermedio poseen condensadores y bobinas para linealizar la tensión rectificada, además las bobinas ayudan a disminuir el contenido armónico de la corriente generada por el variador de frecuencia y por ende a mejorar el factor de potencia. Algunosfabricantes emplean las bobinas de línea en lugar de las bobinas DC del circuito intermedio, pero tienen la desventaja de ocupar más

espacio, generar una caída de tensión mayor y disminuir la eficiencia del variador.
La sección del inversor utiliza los IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) para convertir la tensión continua del circuito intermedio en una tensión de salida con frecuencia variable.Los IGBT envían pulsos de duración variable hacia el motor y como respuesta se obtiene una corriente casi senoidal.

* Los variadores más utilizados utilizan modulación PWM y usan en la etapa rectificadora puente de diodos rectificadores.

* Los variadores que utilizan bobinas en la línea en lugar del circuito intermedio ocupan más espacio y disminuyen en su eficiencia.

*Los IGBT envíanpulsos de duración variable y se obtiene una corriente casi senoidal en el motor.

* Las señales de control para arranque, parada y variación de velocidad están aisladas galvánicamente para evitar daños en sensores o controles y evitar ruidos en la etapa de control.

II.Marco Teórico

Fig. 1 variador de frecuencia tipo Siemens

Características de VFD Siemens

Fácil de instalar
Puestaen marcha sencilla
Simple conexión de los cables
Altas frecuencias de pulsación para funcionamiento silencioso del motor
Opciones externas para comunicación por PC, panel BOP (Basic Operator
Panel), panel AOP (Advanced Operator- Panel) y módulo de comunicación

Características de protección
Protección de sobretensión/mínima tensión
Protección de sobretemperatura para el convertidorProtección de defecto a tierra
Protección de cortocircuito
Protección térmica del motor

Fig. 2 Esquema de la conexión del motor y la red

Modos de puesta en servicio

Aquí podemos observar la conexión de un variador de frecuencia con Un PC; el enlace de convertidor Analógico – Digital
También se encuentra la conexión para la red con sus debidas protecciones; también el panel AOP, enese panel podemos observar las siguientes características:

Programable vía PC
Capacidad de visualizar RPM.
La información del voltaje de la red
También la frecuencia con la que el motor va a trabajar.

Fig. 3 Esquema a bloque

Fig. 4 Datos del motor

Protección térmica de sobrecarga externa en el motor

Cuando un motor funciona por debajo de la velocidad nominal se reduce el...