Un controlador de motor conegut com a variador de freqüència (VFD), sovint anomenat també drive de freqüència ajustable (AFD), drive de velocitat ajustable (ASD) o drive AC, controla la freqüència i la tensió de la font d'energia d'un motor elèctric. El VFD també pot regular la rampa d'acceleració i desacceleració del motor durant l'inici i l'atur, respectivament.
Els VFD són sovint instal·lats en sistemes elèctrics connectant la font d'energia i el motor. El VFD converteix la corrent CA d'entrada en corrent CC, que després es converteix de nou en corrent CA a la freqüència i tensió desitjades. Com a resultat, el motor gira a la velocitat desitjada gràcies a la corrent CA modificada que li proporciona el VFD.
Una amplia gamma de sistemes elèctrics pot beneficiar-se de la flexibilitat i la força dels VFD operant de manera més eficient i fiable.
Un variador de freqüència (VFD) és un tipus de controlador de motor que controla la freqüència i la tensió suministrades a un motor elèctric. L'operació del variador de freqüència variable es determina principalment pels seus canvis de velocitat i les característiques d'arranc suau o atur suau.
Els components principals d'un circuit VFD són:
Rectificador: un dispositiu que converteix la tensió d'entrada en corrent alternada (CA) en corrent contínua (CC).
Bussola CC: un banc de condensadors que emmagatzema la tensió de corrent contínua del rectificador.
Inversor: un dispositiu que converteix la tensió de corrent contínua en tensió de corrent alternada.
Controlador PWM: aquest dispositiu regula la freqüència i el cicle de treball de la tensió de sortida.
Filtre: elimina el soroll de freqüències altes de la tensió de sortida.
Els VFD ofereixen diversos beneficis en les aplicacions de control de motors, com ara:
Eficiència energètica
Millora en la gestió del procés
Reducció de la deterioració del motor
Més llarga vida útil del motor
Reducció de la vibració i el soroll
Millora de la seguretat
Els VFD són una eina versàtil i potent que es pot utilitzar per millorar el rendiment, l'eficiència i la fiabilitat d'una àmplia gamma de sistemes elèctrics.
Control Vectorial VFD | Control V/f VFD |
El control vectorial VFD és un mètode de control de motor encara més avançat que el control V/f. Utilitza informació del motor per gestionar amb més precisió la velocitat i el moment. El control vectorial es fa servir sovint en aplicacions de alta prestació i alta precisió com màquines-herramienta, robòtica, processament alimentari i de begudes. | El control V/f VFD és una manera menys complicada i menys costosa de control de motor. Manté una relació constant de tensió a freqüència, la qual manté constant el flux magnètic en el motor elèctric. El control V/f es fa servir sovint en aplicacions de baixa prestació com ventiladors i bombes. |
S'han de considerar els següents criteris en considerar un VFD per a una aplicació específica:
El tipus de motor que s'està controlant ha de ser compatible amb el VFD.
Potència del motor: La potència del VFD ha de ser igual o superior a la potència del motor.
Rang de velocitat: El VFD hauria de poder proporcionar al motor el rang de velocitat adequat.
Requisits de moment: El VFD hauria de poder proporcionar al motor el moment necessari.
Cicle de treball: El VFD hauria de poder gestionar el cicle de treball del motor.
Condicions ambientals: El VFD ha de poder funcionar en l'entorn on es va a instal·lar.
Els VFD contribueixen a l'estalvi d'energia i la protecció del motor mitjançant:
Ajust de la velocitat del motor a les necessitats de càrrega: Això pot reduir fins a un 70% del consum d'energia, especialment en aplicacions on la càrrega varia sovint, com ventiladors i bombes.
Corrent d'arranc reduïda: Els VFD poden reduir la corrent d'arranc fins a un 80%, el que pot allargar la vida útil del motor i reduir l'ús i desgast del sistema elèctric.
Protecció contra sobrecàrrega, pics de tensió i altres problemes elèctrics: Això pot evitar que el motor s'escalfi excessivament, estalviant temps i diners en reparacions i substitucions.
La reducció de potència del motor és el procés de disminuir la potència nominal d'un motor elèctric. És crucial reduir la potència del motor quan s'utilitza un VFD, ja que el VFD pot fer que el motor funcioni a temperatures superiors a les que funcionaria si fos alimentat directament de la línia.
Diversos factors poden influir en la quantitat de reducció necessària, com:
Tipus de motor
Tipus de VFD
Temperatura externa
Cicle de treball del motor
Alguns dels motius per als quals la reducció de potència del motor és essencial quan s'utilitza un VFD inclouen:
Per evitar que el motor s'escalfi excessivament
Per allargar la vida útil del motor
Per augmentar la fiabilitat del motor
Per reduir la possibilitat de fallida del motor
Els següents són exemples de problemes o qüestions comuns que poden sorgir amb els VFDs:
Sobrecalentament: Si un VFD no té una ventilació adequada o es fa funcionar amb una càrrega excesiva, pot sobrecalentar-se.
Faltes a terra: Les faltes a terra poden sorgir si el VFD no està ben aterrado o si hi ha algun problema amb el cablatge.
Soroll i vibració: Si un VFD no està ben situat o si hi ha algun problema amb el motor o el propi VFD, pot produir soroll i vibració.