Variador de frecuencia, ¿para qué sirve?

Los diferentes aparatos eléctricos que nos ayudan en nuestra vida diaria necesitan un motor eléctrico para funcionar. Independientemente de su función, estos motores generan fuerza y velocidad gracias a la electricidad para hacer funcionar estos diferentes aparatos.

Sin embargo, la red eléctrica proporciona una frecuencia y tensión fijas y dependiendo de la solución, el motor necesita que éstas se regulen. Para solucionar este problema, el variador de frecuencia permite adaptar la corriente para que se genere la energía estrictamente necesaria, como, por ejemplo, los de la Serie NVF5.

¿Qué es un variador de frecuencia?

Un variador de frecuencia, también conocido como convertidor de frecuencia, es un sistema que controla la velocidad, el par motor y la potencia de un motor de corriente alterna mediante el control de la frecuencia de alimentación suministrada a dicho motor. Es decir, el variador de frecuencia sirve para regular la velocidad de giro de los motores de corriente alterna.

En resumen la función principal de un variador de frecuencia es controlar la velocidad, el par motor y la potencia en los motores eléctricos de corriente alterna.

Cabe tener en cuenta que un motor de inducción conectado directamente a la red eléctrica no puede regular ninguno de estos parámetros por sí solo, ya que la velocidad de giro depende directamente de la frecuencia de red y tanto el par como la potencia dependen de la tensión de la línea eléctrica.

Aquí es donde entra el variador de frecuencia, que es el elemento encargado de convertir tanto la frecuencia como la tensión en la entrada del motor, para conseguir regular todos estos parámetros.

Un variador de frecuencia está compuesto invariablemente por los siguientes elementos:

Circuito rectificador: recibe la tensión alterna y la convierte en continua mediante un puente rectificador de diodos de potencia.

Circuito intermedio: suaviza el rizado de la tensión rectificada. Sirve para reducir la emisión de armónicos hacia la red.

Inversor: convierte el voltaje continuo del circuito intermedio en un voltaje de tensión y frecuencia variable.

Circuito de control: enciende y apaga los IGBT para generar pulsos de tensión y frecuencia variables. También supervisa el funcionamiento y monitorea la corriente, el voltaje y la temperatura, entre otros parámetros, mediante interfaces.

¿Cómo funciona un variador de frecuencia?

Un motor conectado a una red eléctrica cuenta con un par y una velocidad determinados. Si estos parámetros no se ajustan a los requeridos por el sistema, un variador de frecuencia permite ajustarlos a los mismos.

Así, un variador de frecuencia controla la velocidad del motor y «convierte» la corriente alterna de la red eléctrica en una corriente continua, lo que supone el primer paso del proceso y que se lleva a parte por el circuito rectificador.

En la siguiente fase, los condensadores del variador se cargan con la corriente continua transformada y suavizan la forma de la onda de la corriente resultante. Hecho esto, el inversor vuelve a convertir la corriente continua en corriente alterna para que el motor reciba el suministro ajustado a las necesidades de voltaje y frecuencia.

¿Por qué instalar un variador de frecuencia?

Estos son los principales beneficios de instalar un variador de frecuencia:

Ahorro energético: permite reducir el consumo de energía por efectos de reducción del pico del par de arranque.

Ahorro financiero: evitar los gastos extraordinarios en el consumo.

Facilidad de instalación: es fácil de instalar y no requiere (apenas) mantenimiento. Esto le confiere a los equipos a los que va destinado una larga vida útil.

Respetuoso con el medio ambiente: evita que haya exceso de esfuerzo en los equipos, lo que es más amigable con el medio ambiente.

Tipos de variadores de frecuencia

Para elegir el variador de frecuencia más adecuado es importante atender al voltaje con el que se trabaja y al tipo de motor al que se vaya a conectar el variador. Pero también es relevante conocer los tipos de variadores que hay variador.

Variador de frecuencia de corriente alterna: es el más común y sirve para controlar la velocidad rotacional de un motor de corriente alterna.

Variador de frecuencia de corriente directa: es el adecuado para aquellos motores que se alimentan por corriente continua.

Variador de frecuencia de ancho pulso modulado: mantiene el par motor constante mediante una serie de pulsos de voltaje constantes que se realizan gracias a unos transistores.

Variador de frecuencia de voltaje de entrada: introduce una serie de onda cuadrada y modifica el voltaje para generar una nueva onda sinusoidal de tensión.

Variador de frecuencia de fuentes de entrada: su caudal de onda cuadrada es el que se recibe de entrada. Para mantener una corriente constante necesita grandes inversores.

Variadores de frecuencia de vector de flujo de ancho de pulso modulado: dispone de un microprocesador que gestiona el proceso de regulación de la corriente al motor.

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