Convertidores de frecuencia de aviación
Convertidores de frecuencia
¿Qué es un convertidor de frecuencia?
En pocas palabras, los convertidores de frecuencia son un dispositivo de conversión de potencia. El convertidor de frecuencia convierte una potencia de onda sinusoidal de voltaje fijo de frecuencia fija básica (potencia de línea) en una salida de voltaje variable de frecuencia variable utilizada para controlar la velocidad de los motores de inducción.
¿Por qué usar un convertidor de frecuencia?
La función principal de un convertidor de frecuencia en aplicaciones acuáticas es proporcionar ahorro de energía. Al controlar la velocidad de una bomba en lugar de controlar el flujo mediante el uso de válvulas de estrangulamiento, el ahorro de energía puede ser sustancial.
A modo de ejemplo, una reducción de velocidad del 20% puede producir un ahorro de energía del 50%. A continuación se describe la reducción de velocidad y el correspondiente ahorro de energía. Además del ahorro de energía, se mejora en gran medida la vida útil del impulsor, el rodamiento y el sello.
Disponibles en muchos tipos diferentes, los convertidores de frecuencia ofrecen un método óptimo para adaptar los caudales de bomba y ventilador a los requisitos del sistema. Convierte la potencia estándar de la planta (220 V o 380 V, 50 Hz) en voltaje y frecuencia ajustables para alimentar el motor de CA. La frecuencia aplicada al motor de CA determina la velocidad del motor.
Los motores de CA son generalmente los mismos motores estándar que se pueden conectar a través de la línea de alimentación de CA. Al incorporar arrancadores de derivación, el funcionamiento se puede mantener incluso si el inversor falla.
Los convertidores de frecuencia también ofrecen un beneficio adicional: mayor vida útil del cojinete y del sello de la bomba. Al mantener solo la presión necesaria en la bomba para satisfacer los requisitos del sistema, la bomba no está sujeta a presiones más altas de las necesarias. Por lo tanto, los componentes duran más.
Los mismos beneficios, pero en menor medida, también se aplican a los ventiladores operados por convertidores de frecuencia.
Para obtener una eficiencia y fiabilidad óptimas, muchos especificadores obtienen información detallada de los fabricantes. Esto puede incluir la eficiencia del convertidor de frecuencia, el mantenimiento requerido, las capacidades de diagnóstico dentro del convertidor de frecuencia y las características operativas generales.
Luego, hacen un análisis detallado para determinar qué sistema dará el mejor retorno de la inversión.
Beneficios adicionales de los convertidores de frecuencia
Además del ahorro de energía y un mejor control del proceso, los convertidores de frecuencia pueden proporcionar otros beneficios:
- Podrá utilizarse un convertidor de frecuencia para controlar la temperatura, la presión o el caudal del proceso sin necesidad de utilizar un controlador separado. Los sensores y la electrónica adecuados se utilizan para conectar el equipo accionado con el convertidor de frecuencia.
- Los costos de mantenimiento se pueden reducir, ya que las velocidades de funcionamiento más bajas dan como resultado una vida útil más larga para rodamientos y motores.
- La eliminación de válvulas de estrangulamiento y amortiguadores también elimina el mantenimiento de estos dispositivos y todos los controles asociados.
- Ya no se necesita un arrancador suave para el motor.
- La velocidad de rampa controlada en un sistema de líquidos puede eliminar los problemas de golpes de ariete.
- La capacidad de un convertidor de frecuencia para limitar el par a un nivel seleccionado por el usuario puede proteger los equipos impulsados que no pueden tolerar un par excesivo.
Analizar el sistema en su conjunto
Dado que el proceso de convertir la energía entrante de una frecuencia a otra dará lugar a algunas pérdidas, el ahorro de energía siempre debe provenir de la optimización del rendimiento del sistema completo.
El primer paso para determinar el potencial de ahorro de energía de un sistema es analizar a fondo el funcionamiento de todo el sistema. Se requiere un conocimiento detallado de los requisitos de operación y proceso de los equipos para garantizar el ahorro de energía. Además, se debe considerar el tipo de convertidor de frecuencia, las características ofrecidas y la idoneidad general para la aplicación.
Convertidores de frecuencia / Configuración interna
Los convertidores de frecuencia contienen tres secciones principales:
- Circuito rectificador: consiste en diodos, SCRs o transistores bipolares de puerta aislada. Estos dispositivos convierten la alimentación de la línea de CA en corriente continua.
- Bus de CC: consiste en condensadores que filtran y almacenan la carga de CC.
- Inversor: consiste en transistores de alta tensión y alta potencia que convierten la alimentación de CC en una salida de CA de frecuencia variable y voltaje variable entregada a la carga.
Los convertidores de frecuencia también contienen un potente microprocesador que controla el circuito inversor para producir un voltaje sinusoidal de frecuencia variable casi puro entregado a la carga. El microprocesador también controla las configuraciones de entrada / salida, los ajustes del convertidor de frecuencia, las condiciones de falla y los protocolos de comunicación.