¿Cuál es la razón para usar inversores en lugar de transformadores de circuito abierto en aplicaciones de control de frecuencia variable?

En las aplicaciones de variadores de frecuencia (VFD), se prefiere usar un inversor en lugar de un transformador abierto (también conocido como transformador lineal) por varias razones. A continuación, se presentan las principales razones:

1. Frecuencia de salida ajustable

Inversor: Un inversor puede generar energía AC con una frecuencia variable, que es la función central de un VFD. Al ajustar la frecuencia de salida, se puede controlar con precisión la velocidad y el par del motor.

Transformador abierto: Un transformador abierto solo puede proporcionar una salida de frecuencia fija, generalmente coincidiendo con la frecuencia de la red (50Hz o 60Hz), y no puede ajustar la frecuencia.

2. Mayor eficiencia

Inversor: Los inversores operan utilizando dispositivos de conmutación eficientes (como IGBTs) y pueden lograr una alta eficiencia, que a menudo supera el 95%.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos experimentan pérdidas de hierro y cobre, especialmente con carga ligera o sin carga, lo que resulta en una menor eficiencia.

3. Corriente de arranque más baja

Inversor: Los inversores pueden controlar la corriente de arranque durante el inicio del motor, evitando picos de corriente elevados. Esto ayuda a prolongar la vida útil del motor y reduce el impacto en la red eléctrica.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos no pueden controlar la corriente de arranque, lo que lleva a corrientes de arranque significativas que pueden causar caídas de tensión en la red e interferir con otros equipos.

4. Respuesta dinámica rápida

Inversor: Los inversores tienen capacidades de respuesta dinámica rápida, lo que les permite ajustar rápidamente la salida para adaptarse a los cambios de carga. Esto es crucial para aplicaciones que requieren una respuesta rápida.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos tienen respuestas dinámicas más lentas y no pueden adaptarse rápidamente a los cambios de carga.

5. Funciones de protección ricas

Inversor: Los inversores suelen estar equipados con múltiples funciones de protección, como protección contra sobrecarga, protección contra cortocircuitos y protección contra sobrecalentamiento, asegurando la operación segura del sistema.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos tienen funciones de protección limitadas y a menudo requieren dispositivos de protección externos.

6. Supresión de armónicos

Inversor: Los inversores modernos a menudo incluyen filtros de armónicos que suprimen eficazmente los armónicos, reduciendo la contaminación de la red.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos no pueden suprimir eficazmente los armónicos, lo que potencialmente degrada la calidad de la red.

7. Flexibilidad y programabilidad

Inversor: Los inversores ofrecen alta flexibilidad y programabilidad, permitiendo implementar funciones complejas a través de la configuración de parámetros y la programación, como el control de velocidades múltiples y la regulación PID.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos tienen funcionalidad limitada y no pueden lograr control y regulación complejos.

8. Tamaño y peso

Inversor: Los inversores son generalmente más pequeños en tamaño y más ligeros, facilitando su instalación y mantenimiento.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos son más grandes en tamaño y más pesados, lo que hace que la instalación y el manejo sean más difíciles.

9. Rentabilidad

Inversor: Aunque la inversión inicial puede ser mayor, la alta eficiencia y los ahorros de energía de los inversores pueden llevar a importantes ahorros de costos a largo plazo, proporcionando una buena rentabilidad.

Transformador abierto: Los transformadores abiertos tienen un costo inicial más bajo, pero su menor eficiencia y mayores costos de mantenimiento resultan en costos operativos más altos a largo plazo.

Resumen

En las aplicaciones de VFD, los inversores ofrecen numerosas ventajas sobre los transformadores abiertos, incluyendo frecuencia de salida ajustable, alta eficiencia, corriente de arranque baja, respuesta dinámica rápida, funciones de protección ricas, supresión de armónicos, flexibilidad y programabilidad, tamaño y peso más pequeños, y buena rentabilidad. Estas ventajas hacen que los inversores sean la opción preferida para las aplicaciones de VFD.