Canvi d'impacte de la tecnologia d'inversor VFD en entorns industrials contemporanis

A mesura que els camps de l'automatització industrial i l'eficiència energètica es desenvolupen de manera constant, queda en focus que els convertidors de freqüència variable (VFD) han deixat una marca indelible en el canvi de com operen les màquines i els processos. L'aplicació d'electrònica i processos de control moderns en Inversors VFD va més enllà de l'augment de la productivitat ja que també hi ha beneficis en l'eficiència energètica i la sostenibilitat ambiental. En aquest article, examinem els conceptes bàsics, les aplicacions, els beneficis i els reptes en el camí del desenvolupament de la tecnologia del convertidor VFD.

Introducció

Els Convertidors de Freqüència Variable, que tenen la seva abreviatura simplement com a VFDs o inversors, són dispositius elèctrics els quals tenen com a funció modular la velocitat i el par d'un motor elèctic controlant la freqüència i el voltatge de la potència elèctrica suministrada. Tot i que aquests són convencions en com han funcionat els sistemes tradicionals de control de motors, és a dir, a velocitats constants, l'ús dels VFDs ha creat noves dimensions ja que els motors poden ser drivats a velocitats adequades als processos.

Components principals i principi de funcionament

El retificador és un dels components bàsics de la VFD, on s'aconverteix l'alimentació AC a CC com a primer pas. El segon pas impliqua l'ús d'un inversor que converteix l'energia CC a AC, però amb valors de freqüència i voltatge canviants. L'inversor està montat amb semiconductors interruptors (que principalment són MOSFETs o IGBTs) els quals tenen una operació "encès" o "apagat" controlada per un microprocessador. Aquest controlador canvia la freqüència d'interruptió en relació a l'operació del motor per tal que sigui sobre o sota del nivell desitjable segons el feedback dels sensors per als paràmetres de velocitat-càrrega del motor entre altres.

Aplicacions de la Tecnologia d'Inversor VFD

Fabricació: En les línies de producció automatitzades, es fan servir VFDs per variar les velocitats de rotació dels transportadors, bombes, ventiladors i diversos altres mecanismes, fet que millora l'eficàcia del procés mentre es minimitza el consum d'energia.

Sistemes HVAC: L'ús de motors en un sistema de gestió/automatització d'edificis permet l'ús de VFD's per operar refrigeradors, gestionaris d'aire, ventiladors a diverses velocitats per mantenir el nivell de confort amb un consum mínim d'energia.

Tractament d'Aigua i Aigües Residuals: Les bombes accionades per VFD i els agitadors accionats per VFD varien la seva velocitat segons les taxes de flux variable, de manera que el rendiment es mantéòptim i el consum és menor.

Mineria i Canvi: Aplicacions com les bandes transportadores i els trituradors, que són bastant pesants, poden operar sota el control de VFD, proporcionant una iniciació suau, menys esforç i un menor gasto energètic.

Vantatges de la Tecnologia Inversora VFD

Eficiència Energètica: Es suposa que els costos d'energia podrien reduir-se fins a un 50 percent en algunes aplicacions quan els VFD s'estableixen d'una manera que permet als eines màquines ser operades a la velocitat més eficient.

Control de precisió: Modulant la velocitat i el par del motor, és possible controlar el procés amb una gran precisió, cosa que millora la qualitat i l'uniformitat del producte.

Arrancada suau: Les VFD fan innecessari l'ús d'iniciadors mecànics per als motors AC, reduint així l'esforç sobre l'equipament i millorant la vida útil del motor.

Manteniment reduït: Com que l'acceleració i la desacceleració suaus eliminen la càrrega bruta dels components mecànics, es redueix dràsticament el manteniment, les reparacions i el temps d'aterratge de la màquina degut a reparacions.

Perspectiva futura

A causa dels factors d'aument dels estalvis d'energia, l'èmfasi creixent en la sostenibilitat ambiental i l'augment de la digitalització entre les indústries, l'ús de la tecnologia d'inversor VFD té previst que creixi encara més. Amb els desenvolupaments antics del control d'energia, nous tipus de control i nous sensors, es lograrà encara més precisió, estabilitat i eficàcia.