Qué es y cómo funciona el inversor de frecuencia

El inversor de frecuencia tiene una función esencial en el sector industrial, principalmente, por ser responsable del correcto funcionamiento 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 cuáles son las mejores opciones según sus necesidades. Esto ayuda a evitar problemas que afecten el funcionamiento de los equipos o que causen daños en la red eléctrica.

Hemos separado 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 lleva a cabo 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.

Además, hay otras situaciones en las cuales los inversores pueden ser utilizados en equipos. Estos 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 en la composición de equipos eléctricos que utilizan motores trifásicos proporciona beneficios en su rendimiento.

Algunos puntos en los que 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 hay una minimización del 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, lo que permite crear sistemas industriales modernos y alineados con las 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 niveles esperados (tanto en el sector industrial como 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 controlando la corriente eléctrica en la entrada, pero no actúa sobre la forma de onda de la corriente. En este caso, la relación de fase entre tensión y corriente no puede ser modulada por él.

Está indicado para 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.

Inversor 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.

Está indicado para su uso en sistemas más complejos, que requieren una regulación de precisión más alta en la velocidad del motor. Además, también son más adecuados para sistemas que demandan mayor potencia eléctrica.

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 los 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: tiene modelos con 1HP, 2HP, 3HP y 5HP.
• Ajuste de frecuencia: 1Hz a 400 Hz.
• Tensión de alimentación: 220V monofásica.
• Tensión de salida para el motor: 220V trifásica.
• Frecuencia de salida: 1,0 – 440Hz.
• Potencia del motor: varía según el modelo-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 torque. Sus principales características son:

• Potencia: 3HP.
• Ajuste de frecuencia: según las variaciones mínimas y máximas de frecuencia.
• Tensión de alimentación: 220V trifásica.
• Tensión de salida para el motor: 220V trifásica.
• Frecuencia de salida: 0,01-650Hz.
• Potencia del motor: 2,2kW.
• Funciones: protección de sobrecalentamiento de 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 también la posibilidad de utilizar uno adicional.

Características:

• Potencia: 10 HP.
• Ajuste de frecuencia: realizado en el ajuste en el terminal.
• 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 funcionamiento similar al de un inversor vectorial, pero sin la necesidad del encoder. Tiene modelos monofásicos y trifásicos.

Características:

• Potencia: 7,5HP.
• Ajuste de frecuencia: realizado por el potenciómetro configurado de fábrica.
• Tensión de alimentación: 220V trifásica.
• Tensión de salida para el motor: trifásica.
• Frecuencia de salida: en el uso de control vectorial: 0-320Hz, en el 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 acoplado en el funcionamiento del inversor de frecuencia. Se puede aplicar en diferentes contextos, como el control de la intensidad de las luces y también la velocidad de los motores, ayudando en el control de la velocidad.

Es capaz de variar la tensión de acuerdo con 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. Y cumple la misma función que su versión analógica.

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

Algunas novedades están siendo desarrolladas para los inversores de frecuencia, brindando 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 supone un avance en el desarrollo de inversores de frecuencia de media y alta tensión que pueden implementarse en siderúrgicas y en el 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 ser utilizados en media y alta tensión, aumentando la capacidad de salida de potencia para los motores, que pueden atender a industrias como la de energía y minería.

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

Inteligencia Artificial

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

A través de 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 corregirlas 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. Ante esto, los inversores de frecuencia comienzan a recibir sensores que ayudan en la modernización de la automatización industrial.

Se están disponibilizando en el mercado modelos que potencian la interactividad con el usuario, así como también permiten ajustes y configuraciones a distancia, a través de dispositivos en línea.

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

Conclusión

Ahora ya sabes 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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