Cuando se trata del motor de la máquina herramienta de tornos y fresadoras, en Heller utilizamos tecnología de gran calidad para obtener excelentes resultados. Uno de los componentes esenciales de nuestros equipos es el variador o inverter. ¿Sabes qué significa inverter y cómo funciona?
¿Qué es un variador de frecuencia VFD?
A los variadores de frecuencia se les conoce como VFD por sus siglas en inglés Variable Frequency Drive; también es posible referirse a ellos como AFD o Adjustable Frequency Drive. Se trata de un dispositivo que permite el control de la velocidad rotacional de los motores de corriente alterna (AC), utilizando un control de la frecuencia suministrada a dicho motor. Debemos aclarar que variador de frecuencia no es lo mismo que variador de velocidad; este último es el encargado de elegir, como su nombre indica, la velocidad a la que se moverá una máquina herramienta.
Como el voltaje puede variar a la par que la frecuencia, en ocasiones se les llama drivers VVVF (variador de voltaje variador de frecuencia). Es posible que en la industria hayas escuchado el nombre variador, pero también microdriver o inverter. ¿Qué significa este último? Se trata del mismo término, pero en español significa inversor de corriente.
Con estos dispositivos, el operario puede regular la velocidad, así como el sentido de giro del motor eléctrico de la máquina herramienta. También permiten controlar la velocidad, el tiempo de arranque y, además, son piezas muy recomendadas para proteger el motor. Debido a su fácil instalación y a su bajo mantenimiento y gran rendimiento, puedes encontrarlo en nuestros tornos y fresadoras.
Antes de colocar un inverter en nuestros equipos, tenemos en cuenta el tipo de motor que se conectará a dicho variador. La elección depende del voltaje del motor, así como de la potencia del mismo.
Qué significa inverter: beneficios del variador de frecuencia
¿Por qué es aconsejable instalar un variador o inversor en las máquinas herramientas? En líneas generales, este tipo de dispositivos se aconsejan en todos los equipos, pues permiten conectar motores trifásicos de 220V en corrientes monofásicas. Además, son fáciles de utilizar, de controlar la velocidad del motor y el caudal de presión. Gracias a estos dispositivos es posible corregir la potencia del motor y permite un arranque suave de los mismos.
Por otra parte, permiten un ahorro energético, reducen la temperatura de los equipos y suponen un menor mantenimiento para los aparatos conectados al mismo.
Principio de funcionamiento
¿Por qué un inverter tiene grandes beneficios para la industria? Esto se debe al principio de funcionamiento del dispositivo. Todos los variadores de frecuencia se guían siguiendo las mismas pautas. La velocidad síncrona de los motores de corriente alterna se denomina por la frecuencia alterna suministrada al motor, así como el número de polos en el estator.
La capacidad del inverter se mide en revoluciones por minuto (RPM) y se calcula siguiendo una fórmula. Las RPM son igual a multiplicar 120 veces por la frecuencia de suministro de corriente alterna y de dividirlas entre el número de polos. En los motores síncronos y asíncronos, estos polos pueden ser 2, 4, 6 y 8. En consecuencia, es posible obtener RPM de 3600, 1800, 1200 y 900 (en motores sincrónos).
En los motores asíncronos las RPM son ligeramente inferiores, pues esto se produce por el propio asincronismo. Entonces existe un desfase entre las RPM del rotor del campo magnético.
¿Cómo se cambia la frecuencia? Es muy sencillo, pues solo debe cambiarse el ciclo de trabajo en tiempo ON y OFF de una onda cuadrada periódica. Por lo tanto, el valor medio de la tensión varía entre el máximo y el mínimo. Para poder realizar estos cambios, el inverter está provisto de las llamadas llaves electrónicas de conmutación IGBT. Son transistores bipolares de compuertas aisladas y funcionan como interruptores. Cuando se abren y cierran a través de un software específico, es posible obtener una señal sinusoidal. Las ondas sinusoidales de frecuencia f (medidas en Hz), producen una variación del ciclo de trabajo de las ondas cuadradas.
Partes del inversor de frecuencia
Ahora que ya sabes qué significa inverter, debes saber las partes de las que se componen estos inversores o variadores. Generalmente se forman de un motor, un controlador y una interfaz operadora.
- El motor del variador suele ser trifásico, aunque algunos son monofásicos.
- Controlador. Está formado por dispositivos de conversión que se encuentran en estado sólido. Estos permiten convertir la energía de entrada en CC. Para ello utilizan un puente rectificador. Es así como la energía intermedia se convierte en una señal cuasi senoidal de corriente alterna a través del circuito inversor conmutado.
- Interfaz operadora. Es la parte del inversor que permite establecer una conexión funcional entre el sistema, es decir, una conexión entre el inversor y el motor. Gracias a esta parte es posible llevar a cabo el intercambio de información entre el dispositivo y el motor.
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