Un variador de frecuencia (VFD) controla la velocidad de un motor, específicamente un motor trifásico. Para entender mejor un VFD, examinemos los motores que controlan.

La mayoría de los sistemas HVAC comerciales requieren motores potentes y, a menudo, funcionan con una potencia trifásica (El método estándar para los sistemas de distribución de energía eléctrica debido a su eficiencia). Un motor trifásico es más barato de operar que los motores monofásicos porque usa menos corriente (con menos corriente a menudo se reduce el tamaño y el costo del cable), especialmente cuando se necesitan grandes requisitos de motor.

La mayoría de los motores trifásicos están conectados a ventiladores HVAC y funcionan a una velocidad fija. El motor está acoplado directamente al ventilador, o accionará el ventilador utilizando poleas de correa & (la combinación de poleas controla la velocidad fija del ventilador).

Supongamos que tiene una aplicación que requiere un ventilador HVAC de dos velocidades. Parece bastante simple instalar un motor de dos velocidades. Sin embargo, no podría pensar que la simplicidad sería la respuesta correcta.

Permítanme hacer una breve digresión; Recientemente completé un video que explica Cómo Leer Y Usar Una Calculadora De Conductos De Aire. En el video explico los problemas de flujo de aire que una unidad de HVAC encontrará con el trabajo de conductos y otras partes de distribución de aire que comprenden un sistema de HVAC. Plenums; ángulos de conductos & reductores; adaptadores de bordillo; concéntricos; secciones de amortiguadores y similares, todos introducen resistencia (presión estática) y afectan la cantidad de aire o la salida de aire de una unidad HVAC.

Dicho esto, asumamos que equilibró perfectamente el flujo de aire del ventilador HVAC en todo el edificio a la baja velocidad de su motor de dos velocidades. Rápidamente después de iniciar la segunda velocidad fija del motor, descubrirá que los resultados no son los previstos. ¿Por qué? Porque la salida de aire del ventilador está directamente relacionada con la presión estática (resistencia) del sistema de distribución HVAC. La presión estática del sistema cambiará a la velocidad de aire aumentada que afecta la salida de volumen de aire del ventilador. Si está recibiendo demasiado aire, es posible que se vea obligado a introducir presión estática en su sistema en la velocidad dos. Si el flujo de aire es demasiado bajo, debe cambiar el tamaño del ventilador o introducir ventiladores de conductos en línea o similares. De cualquier manera, aumenta los costos del proyecto y agrava al propietario del edificio.

La solución es una unidad de frecuencia Variable (VFD). Un VFD controla la velocidad de un motor de corriente alterna trifásico, mientras que resulta en un ahorro de energía. Ahorra energía porque el motor no requiere tanta corriente a velocidades más bajas. Aunque se asemeja a la funcionalidad de un motor de varias velocidades, es muy diferente.

Un Variador de frecuencia (VFD) se puede ajustar a velocidades específicas. Esto permite que un motor obtenga varias velocidades, que se pueden ajustar o ajustar para obtener precisión. Además, se pueden operar a través de controles para variar constantemente la velocidad de un ventilador. Un ejemplo es el Escape de Potencia moduladora MicroMetl. Como se señaló en un artículo anterior, cuando se conecta a un transductor de presión, a medida que la presión del edificio varía, el control de presión fluctuará y variará la velocidad del VFD, lo que permite que el escape de potencia se ajuste rápidamente a presiones variables. Una aplicación muy diferente son las Unidades de Recuperación de Energía MicroMetl (ERV). Utiliza la integración de VFD para ofrecer un volumen de aire constante a una unidad de techo de HVAC mientras supervisa los cambios en la presión estática del sistema de elementos como filtros de aire sucios, una rueda ERV sucia, posiciones de amortiguadores del sistema y similares. Por lo tanto, a medida que cambia la presión estática dentro del sistema, los controles alterarán la velocidad de los ventiladores ERV para mantener una salida de volumen de aire consistente.

Otras ventajas

• Un VFD elimina la alta corriente de acometida: Cuando se enciende un motor estándar, consume una cantidad muy alta de corriente durante un período de tiempo muy corto (actúa como un cortocircuito durante un breve período de tiempo). Este pico de consumo de corriente puede causar que algunos circuitos se sobrecarguen. Además, la selección de dispositivos de protección contra sobrecorriente, como fusibles y disyuntores, se complica cuando se producen corrientes de entrada altas. Un accionamiento de frecuencia Variable está diseñado para arrancar lentamente, evitando así la corriente de entrada; reducción de la tensión en los componentes del motor; prolongando así la vida útil del motor.
• El VFD también se puede integrar en un sistema monofásico de 120 voltios o 220 voltios conectando líneas monofásicas al VFD y conectando la salida a un motor trifásico.
• Muchos fabricantes están integrando las unidades directamente en los ventiladores, como se ve más a menudo con los ventiladores inclinados hacia atrás.

Desventajas

• Las unidades de frecuencia variable requieren tipos de fusibles específicos y pueden causar distorsión armónica. La distorsión armónica afecta a otros equipos en un edificio, básicamente transmitiendo ruido a través de los cables de alimentación que suministran el equipo. Esto se cura fácilmente con Reactores de Línea o Transformadores de aislamiento. El Reactor de línea es el componente más común y económico utilizado para aislar la distorsión Armónica.
• Además, ¡no hay una talla única para todos! Debe adquirir un VFD para que coincida específicamente con el tamaño y el voltaje del motor (por potencia de caballo), así como con el voltaje de entrada al VFD. Puede reducir el tamaño del motor a un VFD (combinar un VFD de 5 HP con un motor de 3 HP), pero nunca sobredimensionarlo. En aras de la economía, siempre dimensione adecuadamente el VFD a la Potencia del motor. Además, se recomienda que empareje solo un motor con un VFD. Puede operar dos motores desde un solo VFD si tiene el tamaño adecuado (por ejemplo, un VFD de 5 CV para Operar Dos Motores de 2 CV). Sin embargo, si uno de los motores se apaga térmicamente por cualquier motivo, una vez que se reinicia y reinicia, fallará el VFD y puede dañarlo.

No todos los motores Son Iguales

Sin complicarse demasiado; un VFD afecta la velocidad de un motor al cambiar la frecuencia de la potencia enviada a un motor. Un motor estándar no está diseñado adecuadamente para superar los efectos negativos, incluidos el calor adicional, el ruido audible, la vibración, los problemas de rodamientos y la rotura del aislamiento. Un motor que funciona a muy baja velocidad con un VFD hará que el motor genere calor. Si está controlando constantemente el motor a velocidades muy bajas, debe considerar usar un motor pequeño.

ajuste!

Otros nombres comunes para una Unidad de Frecuencia Variable son; Unidad de Velocidad Ajustable, Unidad de Frecuencia Ajustable, Unidad de CA, Microdrive e Inversor. Un VFD es una gran solución cuando se requiere una solución de velocidad de ventilador flexible. La integración de Variadores de frecuencia en unidades de climatización se está convirtiendo en un requisito de código. La programación de algunos VFD es compleja y puede ser abrumadora. Le sugiero que entienda su funcionalidad básica, pero deje la programación a un electricista experto.