Presentación de ayuda para una exposición sobre variadores de frecuencia.

1. VARIADORES DE FRECUENCIA
FRANCISCO LUQUE LUQUE 1

3. LÍNEAS GENERALES
• Introducción
• Variación de velocidad motores CC.
• Qué es un variador de frecuencia.
• Funcionamiento interno
• Diagrama en bloques.
• Circuitería.
• Principios físicos
• Variación de la velocidad con la frecuencia.
• Par motor.
• Sobre-velocidad
• Ventajas y desventajas de su utilización.
FRANCISCO LUQUE LUQUE

4. Variación de velocidad del motor mediante potenciómetro y transistor en continua.
INTRODUCCIÓN
FRANCISCO LUQUE LUQUE

5. Definición: Dispositivo electrónico que permite el control sobre motores eléctricos.
INTRODUCCIÓN
Sistema de monitorización y control
global, ej. SCADA (Supervisory
Control And Data Adquisition)
Entradas de sensores (ej.
Temperatura de agua) y salidas (ej.
displays mostrando RPMs del motor)FRANCISCO LUQUE LUQUE 5
FRANCISCO LUQUE LUQUE

6. LÍNEAS GENERALES
• Introducción
• Variación de velocidad motores CC.
• Qué es un variador de frecuencia.
• Funcionamiento interno
• Diagrama en bloques.
• Circuitería.
• Principios físicos
• Variación de la velocidad con la frecuencia.
• Par motor.
• Sobre-velocidad
• Ventajas y desventajas de su utilización.
FRANCISCO LUQUE LUQUE
FRANCISCO LUQUE LUQUE

7. Diagrama de bloques:
FUNCIONAMIENTO INTERNO
Bus de continua: Almacenaje y filtración
mediante condensadores para proporcionar
un valor estable de corriente.
Etapa de salida: Se obtiene la señal de
salida. Procedimientos varios (troceado, ciclo
de convertidores, PWM…) y utilizando
distintos elementos (más utilizados BJTs).
Control y E/S: Interfaz de comunicación,
entradas/salidas, sistemas de protección.
FRANCISCO LUQUE LUQUE

8. PAM: Modulación Por Amplitud De Pulsos
FUNCIONAMIENTO INTERNO
PWM: Pulse Width Modulation o Modulación
De La Anchura De Pulso
FRANCISCO LUQUE LUQUE
FRANCISCO LUQUE LUQUE

9. LÍNEAS GENERALES
• Introducción
• Variación de velocidad motores CC.
• Qué es un variador de frecuencia.
• Funcionamiento interno
• Diagrama en bloques.
• Circuitería.
• Principios físicos
• Variación de la velocidad con la frecuencia.
• Par motor.
• Sobre-velocidad
• Ventajas y desventajas de su utilización.
FRANCISCO LUQUE LUQUE
FRANCISCO LUQUE LUQUE

10. PRINCIPIOS FÍSICOS:
f: Frecuencia de la red a la que está conectada la máquina (Hz).
P: Número de pares de polo.
p: Número de polos.
n: Velocidad de sincronismo (RPM).
Aplicación a motores síncronos y asíncronos (inducción).
En motores asíncronos, la velocidad real de giro siempre es menor que la expresada. La diferencia entre
nSINCRONA y nASÍNCRONA, se denomina deslizamiento, (σ ó s) que se expresa en porcentaje de rpm o en valor absoluto:
nSINCRONA = 1500 rpm
nASÍNCRONA = 1440 rpm
deslizamiento: σ = 4% o 60 rpm. 10
FRANCISCO LUQUE LUQUE

11. PRINCIPIOS FÍSICOS:
El flujo magnético en los polos del motor depende de la
tensión. Si hacemos el factor U/f constante…
Par motor.
11
FRANCISCO LUQUE LUQUE

12. PRINCIPIOS FÍSICOS:Par motor.
Par constante: Bombas de pistón
FRANCISCO LUQUE LUQUE 12
FRANCISCO LUQUE LUQUE

13. PRINCIPIOS FÍSICOS:Sobre-velocidad.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 13
FRANCISCO LUQUE LUQUE

14. LÍNEAS GENERALES
• Introducción
• Variación de velocidad motores CC.
• Qué es un variador de frecuencia.
• Funcionamiento interno
• Diagrama en bloques.
• Circuitería.
• Principios físicos
• Variación de la velocidad con la frecuencia.
• Par motor.
• Sobre-velocidad
• Ventajas y desventajas de su utilización.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 14
FRANCISCO LUQUE LUQUE

15. • Reducción de estrés de sistemas mecánicos.
• Incremento de su vida útil.
• Reducción de costes de mantenimiento.
VENTAJAS: General.
• Reducción de estrés eléctrico.
• No es necesaria intensidad mayor a la nominal para el arranque.
• Evita sistemas de arranque alternativos y menos útiles (estrella-triángulo, arrancador de estado
sólido…)
• Control y comunicación. Sistemas de automatización. Optimización del proceso.
• Ahorro energético.
Golpe de ariete/water-
hammer/pulso de Zhukowski:
Importancia bombas hidráulicas.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 15
FRANCISCO LUQUE LUQUE

16. VENTAJAS: Ahorro energético. Par en bombas centrífugas y ventiladores.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 16
FRANCISCO LUQUE LUQUE

17. VENTAJAS: Ahorro energético.
Leyes de afinidad. Ley uno: diámetro impulsor constante.
• 𝑄1
𝑄2
=
𝑁1
𝑁2
• 𝑃1
𝑃2
=
𝑁1
𝑁2
2
• 𝑾 𝟏
𝑾 𝟐
=
𝑵 𝟏
𝑵 𝟐
𝟑
FRANCISCO LUQUE LUQUE 17
FRANCISCO LUQUE LUQUE

18. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por dampers.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 18
FRANCISCO LUQUE LUQUE

19. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por álabes.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 19
FRANCISCO LUQUE LUQUE

20. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por variadores de frecuencia.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 20
FRANCISCO LUQUE LUQUE

21. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Comparación.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 21
FRANCISCO LUQUE LUQUE

22. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
22
FRANCISCO LUQUE LUQUE

23. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
23
FRANCISCO LUQUE LUQUE

24. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 24
FRANCISCO LUQUE LUQUE

25. • Necesidad de refrigeración.
• A menor RPMs de diseño.
• A mayor RPMs.
FRANCISCO LUQUE LUQUE 25
DESVENTAJAS:
• Necesidad de inversión económica inicial (se recupera con el ahorro).
• Una instalación o aislamiento (filtros) incorrecto puede provocar ruidos e
interferencias que pasen a la red y afecten a equipos electrónicos cercanos.
• Instalación, programación y mantenimiento han de realizarse por personal
cualificado.
FRANCISCO LUQUE LUQUE

26. • Wikipedia (par motor, leyes de afinidad, motores síncronos, motores
asíncronos/inducción…).
• ABSA (web) y vídeo.
• Modulación.
• PDF con información varia (diagrama de bloques del funcionamiento interno,
par, sobre-velocidad…).
• COMPLEMENTARIA:
• ABB, nueva generación de convertidores de frecuencia de Compatibilidad Total (vídeo en web).
• Motor de inducción, funcionamiento (vídeo en inglés).
BIBLIOGRAFÍA:
26
FRANCISCO LUQUE LUQUE