Los motores de AC comúnmente se utilizan con variadores de frecuencia (VFD), que controlan la velocidad del motor regulando la frecuencia del voltaje suministrado.
Dependiendo de la aplicación y el nivel de regulación de velocidad requerido, los VFD pueden controlarse mediante métodos escalares o vectoriales. El tipo más común de control de VFD es un método escalar denominado volts x hertz (V / Hz) o volts por frecuencia (V / f).
Los términos unidad de frecuencia variable (VFD) y unidad de velocidad variable (VSD) a menudo se usan de forma similar, pero hay una distinción entre los dos.
Un variador de velocidad (VSD) es cualquier variador que puede controlar la velocidad de un equipo, incluidos los motores de AC y CD. e incluso Los VSD pueden operar por medios mecánicos, hidráulicos o eléctricos.
Se utiliza un variador de frecuencia (VFD) para controlar la velocidad de los motores de AC, y lo hace variando la frecuencia del voltaje de suministro al motor.
Cómo funciona el control V / Hz
Los motores de AC están diseñados para un campo magnético (flujo) de fuerza constante. La fuerza del campo magnético es proporcional a la relación entre el voltaje (V) y la frecuencia (Hz) o V / Hz. Pero un VFD controla la velocidad del motor variando la frecuencia del voltaje aplicado, de acuerdo con la ecuación de velocidad síncrona:
N = 120 * f / P
Dónde:
N = velocidad del motor (RPM)
f = frecuencia del voltaje de entrada
P = número de polos del motor
La variación de la frecuencia del voltaje afecta tanto a la velocidad del motor como a la fuerza del campo magnético. Cuando se reduce la frecuencia (para una velocidad del motor más lenta), el campo magnético aumenta y se genera un calor excesivo. Cuando se aumenta la frecuencia (para una mayor velocidad del motor), el campo magnético disminuye y se produce un par menor. Para mantener constante el flujo magnético, la relación V / Hz debe permanecer constante. Esto mantiene estable la producción de par, independientemente de la frecuencia.
El control V/Hz mantiene una relacion contante entre Voltaje (V) y frecuencia (Hz)
El control V / Hz de un variador de frecuencia evita esta variación en la fuerza del campo magnético al variar el voltaje junto con la frecuencia, para mantener una relación V / Hz constante. La relación V / Hz adecuada viene dada por el voltaje y la frecuencia nominales del motor. Por ejemplo, un motor clasificado para 230 V y 60 Hz funcionará con una relación V / Hz de 3,83 en todo momento (230/60 = 3,83).
El control tradicional de V / Hz no utiliza retroalimentación y solo cambia el voltaje y la frecuencia del motor en función de un comando de velocidad externo. Para el control V / Hz de bucle cerrado, se puede agregar retroalimentación con un encoder, tacogenerador o resolver para medir la velocidad real del motor. Se genera una señal de error basada en la diferencia entre la velocidad real y la velocidad ordenada, y el sensor genera una nueva orden de frecuencia para compensar el error. Si bien mejora la regulación de la velocidad, el control V / Hz de bucle cerrado no es común debido al costo adicional y la complejidad del codificador y el hardware de retroalimentación.
Rendimiento y beneficios del control V / Hz
El control de V / Hz es un método simple y de bajo costo para controlar los variadores de frecuencia y generalmente se considera el esquema de control de VFD como el más común. Es adecuado tanto para aplicaciones de par constante como de par variable y puede proporcionar hasta el 150 por ciento del par nominal a velocidad cero para cargas de arranque y pico. La regulación de velocidad está en el rango del 2 al 3 por ciento de la frecuencia nominal máxima, por lo que este método no es adecuado para aplicaciones donde el control de velocidad preciso es fundamental. El uso más común del control V / Hz es para impulsar equipos industriales como ventiladores y sopladores.
Un beneficio único del control V / Hz sobre otros métodos es que permite que más de un motor sea operado por un solo VFD. Todos los motores arrancarán y se detendrán al mismo tiempo, y todos funcionarán a la misma velocidad, lo que es beneficioso en algunas aplicaciones de procesamiento, como calefacción y refrigeración.
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2 comentarios :
Gracias por la información esta calidad
Mencionas la importancia de la relación de v/f, pero no evidencias su efecto en la formula de la velocidad, conceptualmente si, pero la variable que representa la constante v/f no la muestras en la formula, entonces matemáticamente ¿Cómo demuestras de forma matemática que la constante de relación v/f afecta el valor de la velocidad?.
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