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Variadores de Frecuencia, Variable Frequency Drive o VFD

Para hablar de los Controladores de Frecuencia Variable, o VFD por sus siglas en inglés, veamos ciertos conceptos: Primero tenemos los motores DC (de Corriente Directa, o Corriente Contínua), estos motores fueron durante mucho tiempo más populares que los motores AC (de Corriente Alterna) debido a su velocidad ajustable de manera sencilla. A pesar de lo prometedor que resultaban los motores AC, no se encontraba una manera eficaz de controlar su velocidad.

Fue en la década de los 80 cuando la tecnología "controladora de velocidad" para los motores AC fue lo suficientemente confiable y económica para popularizar su uso. Aquí entran en escena los VFD, dispositivos capaces de controlar la velocidad de los motores por medio del control de la frecuencia con la que operan. Esto es así porque la velocidad de los motores (es decir las Revoluciones Por Minuto, RPM) está en directa relación con la frecuencia (los hertz).

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VFD para corregir el Factor de Potencia

Es muy importante entender el Factor de Potencia (abreviado en inglés como PF) cuando se habla de motores de Corriente Alterna. El Factor de Potencia o Cos Phi (como también es conocido) nos dirá que porción de la energía suministrada a un motor es efectivamente funcional a él y cual no, es decir, cuanta energía consumida por un motor es destinada al funcionamiento fáctico del mismo y cuanta energía es desaprovechada. Este tipo de información es útil desde varios frentes, por ejemplo, no solo nos dirá si nuestro equipo está funcionando de la manera más productiva posible, sino que también nos puede prevenir posibles de averías en los motores y de multas por desaprovechamiento de energía.

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Selección del variador de frecuencia según la aplicación

No todos los variadores de frecuencia son iguales, y calculando la variedad disponible en el mercado nacional, no es una tarea sencilla definir el modelo adecuado para cada aplicación. Para ayudarlo a hacer la selección correcta, le ofrecemos algunas recomendaciones.

Al elegir un variador de frecuencia, se debe tener en cuenta, al menos, algunos datos básicos:

• Tipo de aplicación y carga. 

• Porcentaje de sobrecarga. 

• Temperatura ambiente, altura de montaje y tensión de alimentación. 

• Compatibilidad electromagnética (entorno). 

• Accesorios.

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Aplicaciones de climatización usando variadores de frecuencia

Por Cristian Serón M., SBA Food & Beverage Coordinator de Danfoss VLT Drives 

En este tipo de aplicaciones, el uso de un variador de frecuencia puede representar sobre un 50% de ahorro en el consumo de electricidad.

El constante crecimiento de las ciudades, traducido en nuevas edificaciones, tales como conjuntos de departamentos, shopping centers, edificios de oficinas, entre otros, hace que cada vez sea más necesario controlar la climatización de los ambientes donde coexistirán las personas. Mediante un adecuado control de las variables que intervienen en los procesos HVAC (del inglés, “Heating, Ventilation and Air Conditioning”,

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Variadores de Frecuencia. Ventajas y desventajas

Desde los inicios de la industria, hasta la actualidad los motores han sido la fuente principal del movimiento. Desde los sistemas a vapor hasta el escubrimiento de los motores eléctricos los cuales brinda fuerza electro motriz, ha surgido la necesidad de controlar esta fuerza a través de la variación de la velocidad manteniendo el torque suficiente para movilizar grandes cargas.
Controlar la velocidad ha sido uno de los principales requisitos en procesos productivos y hasta no hace muchos años atrás esta variación se realizaba gracias a sistemas mecánicos como engranes, fajas, poleas y piñones.
Obtener como resultante la velocidad deseada implicaba realizar cálculos en el número de dientes, diámetros de los engranes, tensión adecuada en fajas etc. Lo cual dificultaba su utilización y en muchos de los casos tenia que contarse con aparejos mecánicos voluminosos, de mantenimiento constante lo cual implicaba tiempos de parada y elevación de costos en la producción.
Hoy obtener las velocidades que uno desea en la producción se hacen con tan solo girar un potenciómetro, dar un valor de velocidad deseado en un teclado, o

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Consideraciones para seleccionar y configurar un VDF

Para realizar la correcta selección de un variador de frecuencia y buena puesta en servicio, indicaremos una serie de consideraciones técnicas necesarias. Para comenzar, debemos tener en cuenta:

1. Las variables eléctricas del sistema a las que será sometido el equipo, como Tensión (380-690 V BT) y Frecuencia de Red (50-60 Hz).

2. Las solicitudes de carga a controlar, considerando parámetros como tipo (par constante, par cuadrático, par inverso, par lineal, etc.), potencia mecánica requerida, momento de inercia, entre otros. Asimismo, se debe saber si existe algún rango o variación de velocidad necesario para la aplicación, y si se requiere un par (torque) inicial alto.

3. Las condiciones ambientales a las que estará sometido el equipo, como altura geográfica, humedad y temperatura. Es importante considerar si estará instalado al exterior o interior de una sala eléctrica. Si se encuentra al interior de una sala, debe conocer si esta tiene contaminación y si cuenta con una ventilación adecuada.

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Tipos de VFD

Probablemente sepamos que los mejores – o por lo menos los más exitosos – Variadores de Frecuencia en la industria son los VFD PWM (Pulse-Width Modulation, Modulacion de Ancho de Pulso) debido a su excelente factor de potencia de entrada, debido a su vez por la tensión del bus DC fijo, sin cogging (moviemiento pulsante durante la rotación) en el motor, mayor eficiencia y menor costo. Pero lo cierto es que éste es tan solo uno de los 3 tipos de VFDs más comunes.

- Los VFD CSI (Current Source Inversion, Inversion de Fuente de Corriente) quizás sean muy conocidos por su capacidad única de regenerar energía que lo separa del resto. Este tipo de VFD es capaz de absorber flujo de energía devuelta del motor hacia la fuente de energía.