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Características y funciones
de los Variadores de Frecuencia (VDF)
Por Raúl Cobo, Gerente General de Fabelec. www.fabelec.cl
El empleo de motores de inducción es muy común en la industria. Variar su velocidad, antiguamente, suponía ciertas limitaciones que el empleo de variadores de frecuencia ha ido eliminando sin sacrificar significativamente la eficiencia de los motores. Este artículo aborda el funcionamiento de los drives, a fin de tener un primer acercamiento a su utilidad.

El motor de inducción es hoy el motor eléctrico más económico y eficiente, por lo que es el más popular en la industria. Sin embargo su empleo para algunas aplicaciones, como requerir cambios de velocidades, es muy restringido, ya que dada la fuente de alimentación (frecuencia y voltaje), y escogido el motor (potencia y número de polos), estos motores giran a velocidad prácticamente fija; por tal razón, se preferían otros tipos de motores menos eficientes y más caros para estas aplicaciones.

Los Variadores de Frecuencia (VDF) han venido a resolver el problema de poder usar los motores a velocidades variables, sin disminuir mayormente su eficiencia, con lo que ahora estos motores conectados a estos equipos permiten ser usados en aplicaciones especiales.

Estos dispositivos forman parte de la familia denominada Accionamientos en CA (AC Drives), la que está constituida por otros equipos para comando de motores de corriente alterna, tales como Partidores Suaves, que se emplean solo para la partida y parada de los motores, y no para modificar la velocidad en régimen permanente.


Principio de funcionamiento

En definitiva, estos dispositivos entregan voltaje y frecuencia variable conforme a la necesidad del motor y la carga a él conectada. Para tal efecto, toma la alimentación eléctrica de la red, la que tiene voltaje y frecuencia fija, la transforma en un voltaje continuo (Rectificador más Filtro) y, luego, en voltaje alterno trifásico de magnitud y frecuencia variable por medio de un Inversor. Contando solo con esta última etapa (Inversor), es posible también alimentar estos motores a partir de un suministro de corriente continua, como por ejemplo, un banco de baterías. También se puede contar con un rectificador monofásico de modo de alimentar un motor trifásico a partir de una fuente de alimentación monofásica.

En estricto rigor, la forma de onda del voltaje de salida no es una sinusoide perfecta, toda vez que entrega una señal de pulso modulada a partir de una frecuencia de conmutación alta. En todo caso, con los equipos actuales, donde podemos encontrar frecuencias de conmutación del orden de los 50 KHz, los contenidos de armónica son bastante bajos, por lo que agregando filtros pasivos cumplen las exigencias normativas impuestas por muchos países.

El usuario configura según la aplicación la relación frecuencia-voltaje, siendo las más usuales una relación lineal (que produce un torque constante en todo el rango de velocidad) o una cuadrática (en la que el torque disminuye a medida que baja la velocidad). En definitiva, conforme a la consigna de frecuencia que se le otorgue al equipo, la que puede ser un comando en el mismo equipo o una señal externa, se entregará al motor un voltaje de magnitud según la relación V/F configurada y de frecuencia conforme a la consigna. Esto hará que el motor gire a una velocidad proporcional a la frecuencia.

Etapa de rectificación y potencia en Variador de Frecuencia.

Funciones adicionales

Los equipos que se fabrican en la actualidad aprovechan de incorporar varias funciones adicionales, como las protecciones al motor y funciones de control para distintas aplicaciones, como controles PID y controles lógicos y secuenciales. Para permitir estas funciones, encontraremos en estos dispositivos una gran cantidad de terminales de control para conectar entradas y salidas digitales y análogas, puertas de comunicación de datos y una gran cantidad de parámetros de configuración.

Noviembre 2016
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Comentarios acerca de este artículo
eduardo pino gonzalez epgmontajesyconstruccion (19/03/2020)
hola, como se que tipo de VDS necesito para mi motor de 380 v.
gracias
Gabriel valdez INCI FIRE (21/11/2019)
saludos tengo una situación con un motor de inducción el motor es de tres fase pero solo tengo conexión monofisica me gustaria saber si el variador puede hacer que trabaje sin inconveniente y de ser hacer asi que nenecitaria DATOS DEL MOTOR 5HP 220vac/308vac.
alberto montes envasadora 2000 ca (11/09/2017)
tengo un variador de 15kw 380-480volt panasonic modelo viejo se le quemo unas recistencias y unos condensadores como se podra conseguir esos componenentes si sabes de quien los ubicara te lo agradeceria
Edgardo Rivera Rhona SA (24/11/2016)
Excelente articulo, también los variadores tienen la opción PLC lo cual les permite no utilizar un PLC externo en aplicaciones de bombeo controlando hasta 4 bombas.
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