Un variador controla la alimentación del motor.

Un variador de frecuencia, o VFD, convierte la potencia eléctrica entrante en una salida controlada para un motor AC. Cambiar la frecuencia de salida cambia la velocidad de su campo magnético giratorio.

La tensión y la corriente también deben ser adecuadas para el motor y la carga. Un variador es más que un dispositivo que simplemente cambia la frecuencia.

Tres etapas principales de potencia.

De la potencia eléctrica a la salida del eje

Cuatro etapas conectadas de conversión de potencia del motorLa AC entrante pasa por un rectificador, el bus DC y un inversor hasta el motor. El bus DC incluye capacidad. El inversor conmuta la alimentación del motor; el motor produce par en el eje.Entrada de AC trifásica1 RectificadorAC → DC2 Enlace de continua (DC)+−3 InversorConmutación controladaM4 Motor → par en el eje
  1. Rectificador. Convierte la AC de entrada en DC.
  2. Enlace de continua (DC). Los condensadores ayudan a sostener la alimentación intermedia DC y a suavizar su rizado; el bus no es un almacén ilimitado de energía.
  3. Inversor. Los interruptores semiconductores conectan las fases del motor a los buses DC en una secuencia controlada.
  4. Motor. Las corrientes de los devanados producen un campo giratorio y par. Parte de la energía de entrada se convierte en calor y otras pérdidas.
Un variador común de fuente de tensión durante el funcionamiento motor. Este esquema funcional omite protecciones, filtros, circuitos de control y vías de frenado. La regeneración necesita una vía de energía adecuada; un rectificador básico de diodos no puede devolver energía a la red.

La salida es conmutada, no una forma de onda de red suave.

Los interruptores electrónicos aplican pulsos de tensión que cambian rápidamente. La modulación controla la alimentación efectiva del motor; la inductancia del motor ayuda a conformar la corriente.

La frecuencia fundamental de salida y la frecuencia de conmutación, mucho más alta, son distintas. Ninguna debe confundirse con la frecuencia fija de la red entrante.

Pulsos de tensión y corriente del devanado

Tensión conmutada y corriente del motor más suaveLa gráfica superior muestra una tensión ilustrativa de rama de fase que conmuta entre niveles positivos y negativos respecto al punto medio de DC. La inferior muestra una corriente de fase del motor aproximadamente sinusoidal con pequeño rizado. Comparten el mismo intervalo de tiempo, pero tienen unidades verticales distintas y escalas independientes.Tensión de rama de faserespecto al punto medio de DC+0−Corriente de fase del motor+0−Mismo intervalo de tiempo →
  1. Traza superior: tensión de conmutación. En este brazo de fase ideal de dos niveles, el nodo de conmutación alterna entre +VDC/2 y −VDC/2 respecto al punto medio del bus DC. La anchura de los pulsos varía durante el ciclo eléctrico.
  2. Traza inferior: corriente por una fase del motor. La inductancia del motor se opone a los cambios bruscos de corriente. La corriente es más suave que la tensión conmutada, aunque siguen existiendo rizado y distorsión.
  3. Lea los ejes por separado. El intervalo de tiempo horizontal es común. La tensión y la corriente utilizan unidades y escalas verticales diferentes; no se pueden comparar las alturas de las curvas. La fase de la corriente depende de las condiciones de funcionamiento.
Formas de onda ilustrativas, no mediciones de un ascensor. Solo se dibujan 14 ciclos de conmutación para mantener los pulsos legibles; la frecuencia real de conmutación suele ser mucho mayor que la frecuencia fundamental del motor. La curva superior no es la tensión del motor entre líneas ni entre fase y neutro.

Los métodos de control responden de forma distinta a la carga.

La frecuencia es un punto de partida

El campo de un motor de cuatro polos gira a 900 rpm con 30 Hz. La velocidad real de un rotor de inducción depende también del deslizamiento; un rotor síncrono sigue el campo en funcionamiento síncrono.

El control sencillo de tensión/frecuencia y el control vectorial más avanzado tienen capacidades diferentes. Algunos variadores utilizan un encoder; otros estiman las condiciones pertinentes del motor a partir de mediciones eléctricas.

El cuadro de maniobra y el variador comparten la tarea.

El controlador solicita movimiento y coordina el recorrido. El variador controla el motor según sus órdenes y señales de realimentación. La secuencia del freno y las demás autorizaciones forman parte del sistema completo de control.

Un VFD no sustituye al freno mecánico ni a los sistemas de seguridad del ascensor. El funcionamiento adecuado depende del motor, la carga, la realimentación y el método de control configurado.

Una mirada más cercana

Por encima de la zona de velocidad base de un motor, los límites de tensión pueden exigir debilitamiento de campo y reducir el par disponible. Aumentar la frecuencia no garantiza par constante, velocidad ilimitada ni idoneidad para la maquinaria conectada.

Compruebe lo que ha entendido

¿La frecuencia de conmutación de un variador es la misma que la frecuencia eléctrica ordenada al motor?

Mostrar la explicación

No. El inversor puede conmutar muchas veces dentro de cada ciclo de la forma de onda fundamental de salida del motor.

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