Un variador o convertidor de frecuencia (vdf) aprovecha la ventaja de que las bombas centrífugas y los ventiladores siguen las leyes de proporcionalidad que les son propias. Las leyes de proporcionalidad (ver recuadro) demuestran que el flujo y la presión se pueden regular cambiando las revoluciones por minuto.

La gran ventaja de emplear un vdf para controlar la velocidad de ventiladores o bombas está en el ahorro de electricidad que se obtiene. Si se compara con sistemas y tecnologías reguladoras alternativas, un variador de frecuencia es el sistema de control de energía óptimo para regular sistemas de ventiladores y bombas.

Como muestra el gráfico en el recuadro “Leyes de proporcionalidad”, el flujo se regula modificando la cifra de rpm. Al reducir la velocidad solo un 20% respecto a la velocidad nominal, el flujo también se reduce en un 20%, pues este es directamente proporcional a las rpm. El consumo eléctrico, sin embargo, se reduce en un 50%.

Si el sistema en cuestión solo necesita ser capaz de suministrar un flujo que corresponde al 100% unos pocos días al año, mientras que el promedio es bajo 80% del flujo nominal para el resto del año, la energía ahorra es incluso superior al 50%.

Si se utiliza un convertidor de frecuencia para regular el flujo o la presión de un sistema, se obtiene una mejor función de regulación que puede ajustarse con mucha precisión. Un vdf puede variar totalmente la velocidad de un ventilador o una bomba, lo que permite obtener un amplísimo control variable de flujo y presión. Además, regula rápidamente la velocidad de un ventilador o una bomba, de manera que los adapta a las nuevas condiciones de flujo o presión del sistema. En cambio, los sistemas de regulación mecánicos de flujo y presión tradicionales proporcionan una regulación lenta y poco precisa en comparación con la de un convertidor de frecuencia. Entre los beneficios de emplear un variador de frecuencia para controlar ventiladores y bombas, se encuentran:

• Instalación más sencilla: Un convertidor de frecuencia puede sustituir a un sistema regulador tradicional, en el que se utilizan válvulas y compuertas mecánicas para regular el flujo o la presión, haciendo que el sistema se haga más sencillo, debido a que no se necesita una gran parte de los equipos eléctricos y mecánicos.

• No se requieren correas trapeciales en los sistemas reguladores mecánicos: En sistemas en los que el ventilador se acciona con correas trapeciales, es necesario cambiar los discos de las correas para ajustar la velocidad del ventilador a la máxima carga necesaria. Al usar un convertidor de frecuencia, las correas se pueden sustituir por motores accionados directamente, cuya velocidad se modifica sencillamente con el vdf, mejorando así la eficiencia del sistema. De igual modo, la instalación completa ocupa menos espacio, no hay polvo proveniente de correas y requiere menor mantenimiento.

• No se requieren válvulas y reguladores de compuertas: Como el flujo o la presión pueden regularse mediante el convertidor de frecuencia, no se requieren en el sistema válvulas y reguladores de compuerta.

• Compensación de cos 0: En general, un convertidor de frecuencia con un cos igual a 1 proporciona la corrección del factor de potencia para el cos 0 del motor, lo que significa que no hay necesidad de tomar medidas para el cos 0 del motor cuando se dimensiona la unidad de corrección del factor de potencia.

• No se requiere un arrancador en estrella/triángulo o un partidor suave: Cuando se necesita arrancar motores relativamente grandes, en muchos países es necesario usar equipos que limitan la tensión de puesta en marcha. En los sistemas tradicionales, se utiliza generalmente un arrancador en estrella/triángulo o un partidor suave. Estos arrancadores de motor no se necesitan si se usa un convertidor de frecuencia.

• Los costos de un convertidor de frecuencia no son más altos: El recuadro "Un ejemplo de Ahorro de Energía” revela que no se requieren muchos de los equipos cuando se emplea un convertidor de frecuencia.

En este ejemplo, el precio de ambos sistemas es aproximadamente el mismo.