El Cambio de Impacto de la Tecnología de Inversor VFD en Entornos Industriales Contemporáneos

A medida que los campos de la automatización industrial y la eficiencia energética se desarrollan constantemente, queda en evidencia que los Inversores de Frecuencia Variable (VFD) han dejado una marca indeleble en cómo operan las máquinas y los procesos. La aplicación de electrónica y procesos de control de nueva generación en Invertidores VFD va más allá del aumento de la productividad, ya que también hay beneficios hacia la eficiencia energética y la sostenibilidad ambiental. En el presente artículo, exploramos los conceptos básicos, aplicaciones, beneficios y desafíos en el camino del desarrollo de la tecnología de inversores VFD.

Introducción

Los Inversores de Frecuencia, cuya abreviatura es simplemente VFDs o inversores, son dispositivos eléctricos cuya función es modular la velocidad y el par de un motor eléctrico controlando la frecuencia y el voltaje de la potencia eléctrica suministrada. Aunque estas son convenciones sobre cómo han funcionado los sistemas tradicionales de control de motores, que es a velocidades constantes, el uso de VFDs ha creado nuevas dimensiones, ya que los motores pueden ser impulsados a velocidades adecuadas para los procesos.

Componentes principales y principio de funcionamiento

El rectificador es uno de los componentes básicos del VFD, donde la fuente de alimentación AC se convierte a CC como primer paso. El siguiente paso implica el uso de un inversor que convierte la energía CC de vuelta a AC, pero con valores de frecuencia y voltaje cambiables. El inversor está ensamblado por semiconductores de conmutación (que principalmente son MOSFETs o IGBTs) cuya operación “encendida” o “apagada” es controlada por un microprocesador. Este controlador cambia la frecuencia de conmutación en función de la operación del motor para que esté por encima o por debajo del nivel deseable según la retroalimentación de los sensores de los parámetros de velocidad-carga del motor entre otros.

Aplicaciones de la Tecnología de Inversor VFD

Fabricación: En líneas de producción automatizadas, los VFD se utilizan para variar las velocidades de rotación de transportadores, bombas, ventiladores y diversos otros mecanismos, lo cual mejora la efectividad del proceso mientras minimiza el desperdicio de energía.

Sistemas HVAC: El uso de accionamientos en un sistema de gestión/automatización de edificios permite el empleo de VFD para operar enfriadores, manejo de aire y ventiladores a diversas velocidades con el fin de mantener el nivel de confort con un consumo mínimo de energía.

Tratamiento de Agua y Aguas Residuales: Las bombas impulsadas por VFD y los agitadores controlados por VFD varían su velocidad según las tasas de flujo variables, de modo que el rendimiento permanece óptimo y el consumo es menor.

Minería y Canteras: Aplicaciones como bandas transportadoras y trituradoras, que son bastante pesadas, pueden operar bajo el control de VFD, proporcionando arranques suaves, menos esfuerzo y menor gasto energético.

Ventajas de la Tecnología de Inversor VFD

Eficiencia Energética: Se estima que los costos de energía podrían reducirse hasta en un 50 por ciento en algunas aplicaciones cuando los VFD se configuran de manera que permiten que las herramientas de máquina se operen a la velocidad más eficiente.

Control de precisión: Al modular la velocidad y el par del motor, es posible controlar el proceso con una alta precisión, lo que a su vez mejora la calidad y uniformidad del producto.

Arranque suave: Los VFD hacen innecesario el uso de arrancadores mecánicos para los motores de corriente alterna, lo que a su vez minimiza el estrés en el equipo y mejora la vida útil del motor.

Mantenimiento reducido: Debido a que la aceleración y desaceleración suaves eliminan la carga súbita de las piezas mecánicas, se reduce drásticamente el mantenimiento, las reparaciones y el tiempo de inactividad de la máquina debido a reparaciones.

Perspectiva Futura

Debido a los factores de mayor ahorro de energía, mayor énfasis en la sostenibilidad ambiental y el aumento de la digitalización entre las industrias, el uso de la tecnología inversora de frecuencia (VFD) está destinado a crecer aún más. Con los avances adicionales en el control de potencia, nuevos tipos de control y nuevos sensores, se logrará aún más precisión, estabilidad y eficacia.