Accionaments de freqüència variable (VFD): control i protecció integrals del motor
Variadors de freqüència (VFD)Control i protecció integrals del motor
Introducció
Els variadors de freqüència (VFD) són eines potents dissenyades per millorar la funcionalitat i l'eficiència dels motors originalment pensats per al funcionament a una sola velocitat. Més enllà de la seva funció principal, els VFD tenen un paper vital en la protecció dels motors contra una sèrie de possibles fallades, com ara sobrecorrent, sobretensió, subtensió, subcorrent, bloqueig, inversió de fase, fallades a terra i curtcircuits entre fases. En els sistemes d'alimentació trifàsics, la integració dels VFD pot conduir a guanys d'eficiència substancials, posicionant-los com una solució altament rendible en diverses indústries.
Avantatges dels variadors de freqüència
Els variadors de freqüència (VFD) ofereixen nombrosos avantatges, entre els quals l'estalvi d'energia és un dels més destacats, depenent de l'aplicació específica. S'utilitzen habitualment en ventiladors centrífugs, bombes, compressors i qualsevol altra aplicació de motor de velocitat fixa. En millorar l'eficiència del motor de corrent altern, els VFD contribueixen a una vida útil més llarga i a una reducció dels requisits de manteniment. A més, un control precís de la velocitat minimitza els errors operatius i els residus. Donat que tenen capacitats inherents d'estalvi d'energia, el retorn de la inversió en els VFD es pot aconseguir en un termini relativament curt, que va des d'uns quants mesos fins a uns quants anys.
Consideracions addicionals per a la instal·lació de VFD
La instal·lació d'un variador de freqüència (VFD) implica més que simplement connectar-lo al motor. Segons els requisits específics, poden ser necessaris components addicionals com ara filtres d'interferències electromagnètiques, filtres de radiofreqüència, carcasses més grans, cables nous o reactances de línia/càrrega. També es recomana personalitzar el variador de freqüència amb funcions com ara llums pilot, bypasses, dispositius de mitigació d'harmònics, supressors de sobretensions transitòries (TVSS) o filtres du/dt per garantir un rendiment òptim. Ignorar aquestes addicions pot provocar ineficiències operatives o fins i tot danys al motor.
Factors a tenir en compte a l'hora de triar un variador de freqüència
A l'hora de seleccionar un variador de freqüència per a aplicacions de potència trifàsiques, cal tenir en compte diversos factors:
- Amperatge a plena càrrega (FLA): crític per seleccionar el variador de freqüència (VFD) de la mida adequada.
- Voltatge: Les opcions inclouen 208 VAC, 230/240 VAC o 460/480 VAC.
- Variació de voltatge/freqüència
- Corretges de transmissió
- RPM
- Tipus de càrrega
- Rang de velocitat
- Parell necessari
- Capacitat de corrent de sobrecàrrega
- Mètode de control
- Classificació de l'inversor
Operacions amb variador de freqüència
L'electrònica dins d'un variador de freqüència (VFD) converteix el corrent monofàsic a corrent continu mitjançant díodes i, a continuació, utilitza condensadors per generar la sortida de corrent altern desitjada. Aquesta potència pulsada imita el corrent altern. Els VFD admeten quatre operacions bàsiques d'accionament:
- Motorització cap endavant (velocitat i parell positius)
- Motorització inversa (velocitat i parell negatius)
- Frenada cap endavant (velocitat positiva i parell negatiu)
- Frenada inversa (velocitat negativa i parell positiu)
Arrencada i aturada automàtica
La majoria dels variadors de freqüència (VFD) estan dissenyats per a l'arrencada automàtica, iniciant-se amb baixa freqüència i voltatge per evitar corrents de punta i problemes mecànics associats amb l'arrencada directa. La configuració del cablejat és similar a la de les unitats monofàsiques però amb cables invertits. Si col·loqueu L1, L2 i L3 en un adaptador, s'inicia el variador i es converteix la sortida a la velocitat desitjada, cosa que permet que el motor generi un parell significatiu. En aturar-se, la freqüència i el voltatge disminueixen gradualment fins que el motor s'apaga.