Diseño VSI
El variador VSI es muy
similar al variador CSI en el sentido que usa una sección del convertidor SCR
para regular el voltaje del bus DC. Su sección del inversor produce una salida
en seis pasos, pero no es un regulador corriente como el variador CSI. Este
variador se considera un regulador de voltaje y usa transistores, SCRs o gate
turn off thyristors (GTOs) para generar una salida de frecuencia ajustable al
motor.
·
Simplicidad básica en el diseño.
·
Aplicable a operaciones multimotor.
·
Operación no dependiente de la carga.
Términos a conocer:
- Cogging: Síntoma pulsante de un motor mientras opera a muy baja frecuencia, usualmente 2 a 6 Hz. El eje del motor jerks de forma rotacional.
- No regenerativo: Incapacidad de un variador para generar, o invertir, el flujo de potencia hacia atrás desde el motor.
Como con los otros tipos
de variadores, hay desventajas.
- Gran generación armónica de potencia hacia la fuente de potencia.
- Pobre factor de potencia de entrada debido a la sección del convertidor del SCR.
- Pobre factor de potencia debido a la sección de un convertidor SCR.
- Cogging por debajo de 6 Hz debido a la salida de onda cuadrada
Variadores PWM de vector
de flujo
La tecnología de
variador PWM todavía se considera una tecnología nueva con nuevos dispositivos
de conmutación y microprocesadores de 32 bit inteligentes. Los variadores AC
han estado siempre limitados a aplicaciones de par normal mientras que las
aplicaciones de bajas rpm y alto par han sido el dominio de los variadores DC.
Esto ha cambiado recientemente con la introducción de un nuevo variador PWM, el
variador de vector de flujo.
El variador de vector de
flujo usa un método para controlar el par similar al de los sistemas de
variadores DC, incluyendo un amplio rango de control de velocidad con respuesta
rápida. El variador de vector de flujo tiene la misma sección de potencia que
los variadores PWM, pero usan un sofisticado control de bucle cerrado desde el
motor al microprocesador del variador. La posición del rotor del motor y la
velocidad se controlan en tiempo real vía un resolver o codificador digital
para determinar y controlar la velocidad actual del motor, par, y potencia
producida.
Controlando la sección
del inversor en respuesta a las condiciones de carga actuales en el motor en
modo de tiempo real, puede obtenerse un control del par superior. La
personalidad del motor debe ser programada o aprendida por el variador en orden
de hacer funcionar los algoritmos de control del vector. En la mayoría de los
casos, se requieren motores especiales debido a las demandas del par esperadas
del motor.
Las ventajas de esta
nueva tecnología de variador son las siguientes:
- Excelente control de velocidad del motor, par, y potencia.
- Rápida respuesta a cambios en carga, velocidad y comandos del par.
- Habilidad para proporcionar un par nominal 100 % a velocidad cero.
- Costes de mantenimiento más bajos comparados con los motores y variadores DC.
Como suele ser usual hay
desventajas.
- Costes iniciales más altos en comparación con los variadores PWM estándar.
- Requiere motores especiales en la mayoría de los casos.
- Los parámetros de configuración del variador son complejos.
Mientras que la tecnología
del vector de flujo ofrece un rendimiento superior para ciertas aplicaciones
especiales bien servidas por variadores PWM estándar.
Entendiendo el VFD
Una minuciosa
comprensión de cómo acoplar el VFD a la carga es la clave para una aplicación
exitosa.
Cuando se aplica
apropiadamente, el variador de frecuencia variable (VFD) es el controlador de
motor más efectivo en la industria de hoy. Los VFDs son fiables, tienen
flexibilidad de control, y ofrecen ahorro energético significativo.
Se usan en una gran
variedad de aplicaciones por varios motivos. Por ejemplo, son los métodos más
efectivos para ahorrar energía en aplicaciones de bombas y ventiladores;
realzando las operaciones de proceso, particularmente donde se implica el
control de flujo. El hundimiento del voltaje proporcionan capacidades de
arranque suave, que decrecen las tensiones eléctricas en las caídas de voltajes
de línea asociados con el arranque de los motores, especialmente cuando
trabajan con cargas de inercia altas.
Para obtener una comprensión
clara de la aplicación más apropiada y efectiva de los VFDs, primero debemos
conocer la teoría básica de VFD.
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