Qué es y cómo funciona un inversor de frecuencia

El inversor de frecuencia tiene una función esencial en el sector industrial, principalmente, por ser responsable del funcionamiento adecuado de los motores. Además, proporciona el uso racional de la energía eléctrica.

Para tomar la decisión de compra, es importante conocer más sobre qué es y cómo funciona un inversor de frecuencia y las mejores opciones según sus necesidades. Esto ayuda a evitar problemas que puedan perjudicar el funcionamiento de los equipos o causar daños en la red eléctrica.

Hemos recopilado la información principal necesaria sobre los inversores de frecuencia, para que se sienta seguro al respecto. Siga leyendo y entienda mejor sobre el tema.

¿Para qué sirve un inversor de frecuencia?

El inversor de frecuencia es un dispositivo electrónico utilizado, principalmente, en motores trifásicos. También puede encontrarse con el nombre de "convertidor de frecuencia".

Su objetivo es controlar la velocidad del motor y potenciar su eficiencia. El proceso se realiza invirtiendo la corriente eléctrica alterna fija a variable. Esto ayuda a mantener el control sobre la potencia de consumo del motor y genera una reducción en el consumo energético.

También hay otras situaciones en las cuales los inversores pueden ser utilizados en equipos. Algunos de ellos son:

• Acondicionadores de aire que realizan la evaporación de agua.
• Cintas ergométricas profesionales (presentes en gimnasios y espacios de salud).
• Ventiladores industriales o de alta potencia.
• Bombas eléctricas.
• Cintas transportadoras en almacenes logísticos.

Son solicitados, principalmente, en el sector industrial, que opera con motores trifásicos. En este contexto, son responsables de optimizar la relación costo-beneficio en la producción y preservar el funcionamiento de los equipos.

¿Cómo los diferentes inversores de frecuencia pueden afectar el rendimiento del sistema?

La presencia de inversores tanto en los sistemas de automatización industrial como también en la composición de equipos eléctricos que utilizan motores trifásicos proporciona beneficios en su rendimiento.

Algunos puntos en los cuales este elemento contribuye a la mejora en el rendimiento eléctrico son:

• Prolongación de la vida útil del motor: con el inversor de frecuencia, es posible aumentar la precisión del control de la velocidad del motor trifásico. Esto evita la ocurrencia de arranques y oscilaciones de energía y corriente eléctrica que, con el tiempo, desgastan los componentes del motor o, incluso, pueden provocar la quema del dispositivo.
• Reducción del mantenimiento de los motores: los puntos anteriores también reducen la necesidad de mantenimiento preventivo de los motores, ya que se minimiza el desgaste con el tiempo. Con esto, también se reducen los costos de mantenimiento de los motores.
• Comunicación e integración con otros componentes: el inversor de frecuencia puede comunicarse con los controladores y equipos de automatización, permitiendo crear sistemas industriales modernos y alineados con tecnologías de automatización de tareas y sensores de recolección de datos.
• Eficiencia energética: con el ajuste de la velocidad del motor, es posible mantener el rendimiento dentro de los parámetros esperados (ya sea dentro del sector industrial o para el funcionamiento de un equipo) y reducir el consumo energético sin perder la productividad y eficiencia del motor.

¿Cuáles son los tipos de inversores de frecuencia?

En total, existen dos tipos de inversores de frecuencia, siendo el escalar y el vectorial. Sus principales características son:

Inversor de frecuencia escalar

Este tipo de inversor funciona con el control de la corriente eléctrica en la entrada, pero no actúa en la forma de la onda de la corriente. En este caso, la relación de fase entre tensión y corriente no puede ser modulada por él.

Se indica su uso en sistemas menos complejos, que no requieren una regulación precisa de la velocidad del motor y que no tienen tanta demanda de potencia eléctrica.

Inversores de frecuencia vectorial

Este tipo de inversor de frecuencia ajusta tanto la corriente eléctrica en la entrada como la forma de onda de la corriente. Es decir, también actúa en la relación de fase entre tensión y corriente.

Se indica su uso en sistemas más complejos, que requieren una regulación de precisión más elevada en la velocidad del motor. Además, son más adecuados para sistemas que demandan mayor potencia eléctrica.

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Los mejores inversores de frecuencia

Hemos seleccionado algunos modelos de inversores de frecuencia para presentar a continuación. Consideramos aquellos que tengan una mayor compatibilidad con los principales modelos de motores industriales, seguridad, modo de instalación, durabilidad y eficiencia.

Hemos separado los elementos en dos tipos de inversores que se pueden encontrar: escalar y vectorial.

Modelo Metaltex IF10 - Escalar

El Metaltex IF10 es un modelo de inversor de frecuencia compacto, disponible en diferentes potencias, con control escalar.

Características:

• Potencia: modelos de 1HP, 2HP, 3HP y 5HP.
• Ajuste de frecuencia: 1Hz a 400 Hz.
• Tensión de alimentación: 220V monofásico.
• Tensión de salida para el motor: 220V trifásico.
• Frecuencia de salida: 1,0 – 440Hz.
• Potencia del motor: varía según el modelo de potencia: 0,75kW (1HP), 1,5 kW (2HP), 2,2 kW (3HP), 3,7 (5HP).
• Funciones: ajuste automático de tensión, presencia de potenciómetro frontal o externo, almacenamiento de historial de fallos, frecuencia de conmutación ajustable, límite de frecuencia.

Modelo Metaltex L510-203 - Escalar

El Metaltex L510-203 es un inversor compacto, con la funcionalidad de compensación de par. Sus principales características son:

• Potencia: 3HP.
• Ajuste de frecuencia: según las variaciones mínimas y máximas de frecuencia.
• Tensión de alimentación: 220V trifásico.
• Tensión de salida para el motor: 220V trifásico.
• Frecuencia de salida: 0,01-650Hz.
• Potencia del motor: 2,2kW.
• Funciones: protección de sobrecalentamiento del disipador, bloqueo de acceso por parámetro, reducción automática de frecuencia en aumento de temperatura, velocidades preseleccionables.

Modelo Teco E510-210-H3 - Vectorial

El Teco E510-210-H3 es un modelo compacto, con una potencia de 10HP, trifásico y que permite tanto el uso del teclado incorporado como la posibilidad de utilizar uno adicional.

Características:

• Potencia: 10 HP.
• Ajuste de frecuencia: se realiza en el terminal de ajuste.
• Tensión de alimentación: 200-240V trifásico.
• Tensión de salida para el motor: 240V trifásico.
• Frecuencia de salida: 0,01-650 Hz.
• Potencia del motor: 7,5 kW.
• Funciones: PLC incorporado, teclado presente y removible. Posibilidad de conexión con teclado externo, modulación de actividades para evitar daños por sobrecalentamiento, reducción de ruido.

Modelo Metaltex IF20­-208-3

El Metaltext IF20-208-3 es un modelo sensorless, es decir, tiene un rendimiento similar al de un inversor vectorial, pero sin la necesidad del codificador. Tiene modelos monofásicos y trifásicos.

Características:

• Potencia: 7,5HP.
• Ajuste de frecuencia: realizado por el potenciómetro configurado de fábrica.
• Tensión de alimentación: 220V trifásico.
• Tensión de salida para el motor: trifásico.
• Frecuencia de salida: en uso de control vectorial: 0-320Hz, en control escalar: 0-3200Hz
• Potencia del motor: 5,5kW.
• Funciones: freno DC, regulación automática de tensión, control de sobrecorriente, comunicación Modbus-RTU incorporada, protección contra sobrecalentamiento, sobretensión, subtensión y cortocircuito.

¿Qué es un inversor de frecuencia con potenciómetro?

El potenciómetro es un dispositivo que actúa como una resistencia ajustable, para realizar ajustes en sistemas electrónicos. Y puede estar ya integrado en el funcionamiento del inversor de frecuencia. Puede aplicarse en diferentes contextos, como control de intensidad de luces y también giros de motores, ayudando en el control de la velocidad.

Es capaz de variar la tensión según la resistencia, en su versión analógica. En este caso, actúa para variar la frecuencia del inversor, asignando funciones de control de este parámetro a los terminales conectados al potenciómetro.

En el caso de los potenciómetros digitales, este proceso no se realiza mediante la variación de tensión, sino a través de pulsos emitidos según los botones accionados en el control del inversor de frecuencia. Cumple la misma función que su versión analógica.

¿Cuáles son las tendencias tecnológicas dirigidas a los inversores de frecuencia?

Algunas novedades se están desarrollando para los inversores de frecuencia, proporcionando nuevas funcionalidades, mejoras de eficiencia, entre otros aspectos. Estar atento a esto permite identificar cuándo será el mejor momento para hacer la sustitución por un modelo más moderno. Conozca las tendencias para estos equipos a continuación.

Neutral Point Clamped (NPC)

Conocida como tecnología 3-Niveles, reduce a la mitad el estrés de tensión sobre los componentes de conmutación de potencia. Esto proporciona avances en el desarrollo de inversores de frecuencia de media y alta tensión que pueden implementarse en siderúrgicas y uso en ferrocarriles eléctricos (adoptada en Europa y Japón).

Aumento en el número de inversores de alta tensión

Otra tendencia es el aumento en el número de modelos de una nueva generación de inversores de frecuencia que pueden utilizarse en media y alta tensión, aumentando la capacidad de salida de potencia para los motores, que pueden atender industrias como la energía y la minería.

Pueden alinear control preciso de la velocidad del motor, variación de frecuencia y tensión y promover eficiencia energética y reducción del impacto sobre el equipo, potenciando su vida útil.

Inteligencia Artificial

El uso de Inteligencia Artificial alcanza, también, la creación de modelos de inversor de frecuencia, principalmente aquellos adoptados en compresores industriales, ventiladores, transportadores, ascensores y otros.

Mediante esta tecnología, es posible potenciar la racionalización del consumo energético de los motores, así como también identificar posibles fallas que comiencen a aparecer y realizar el mantenimiento para corregirlo lo antes posible.

Adopción de la Internet Industrial de las Cosas (IIoT)

La Internet de las Cosas ha recibido un aumento en el volumen de inversiones para investigaciones y avances en su adopción en el sector industrial. Por lo tanto, los inversores de frecuencia comienzan a recibir sensores que ayudan en la modernización de la automatización industrial.

Los modelos que potencian la interactividad con el usuario, así como también permiten ajustes y configuraciones a distancia, a través de dispositivos en línea, comienzan a estar disponibles en el mercado.

También es posible, mediante IIoT, hacer un seguimiento de los registros de eventos y programar procesos de automatización disponibles en el equipo. La tendencia es que este desarrollo, junto con la adopción de la Inteligencia Artificial en los inversores, pueda dar lugar a la aparición de nuevos modelos próximamente.

Conclusión

Ahora ya sabe qué es y cómo funciona el inversor de potencia y cómo son esenciales en muchos sistemas de automatización industrial. La elección correcta ayuda a mantener la producción en funcionamiento, sin necesidad de interrumpir las actividades para mantenimiento.

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