Este documento resume los variadores de frecuencia, incluyendo su definición, funcionamiento interno, principios físicos, ventajas y desventajas. Un variador de frecuencia es un dispositivo electrónico que permite controlar motores eléctricos variando su velocidad mediante el cambio de la frecuencia de alimentación. Funciona modulando la anchura de pulso de la señal de salida para variar la velocidad del motor de acuerdo a la frecuencia aplicada. Esto permite ahorrar energía variando la velocidad de bombas,

1. VARIADORES DE FRECUENCIA
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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.
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4. Variación de velocidad del motor mediante potenciómetro y transistor en continua.
INTRODUCCIÓN
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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
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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.
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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.
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8. PAM: Modulación Por Amplitud De Pulsos
FUNCIONAMIENTO INTERNO
PWM: Pulse Width Modulation o Modulación
De La Anchura De Pulso
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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.
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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
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11. PRINCIPIOS FÍSICOS:
El flujo magnético en los polos del motor depende de la
tensión. Si hacemos el factor U/f constante…
Par motor.
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12. PRINCIPIOS FÍSICOS:Par motor.
Par constante: Bombas de pistón
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13. PRINCIPIOS FÍSICOS:Sobre-velocidad.
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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.
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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.
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16. VENTAJAS: Ahorro energético. Par en bombas centrífugas y ventiladores.
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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
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18. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por dampers.
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19. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por álabes.
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20. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Modulación por variadores de frecuencia.
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21. VENTAJAS: Ahorro energético. Caso práctico. Comparación.
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22. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
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23. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
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24. VENTAJAS: Ahorro energético. Mediciones torre refrigeración.
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25. • Necesidad de refrigeración.
• A menor RPMs de diseño.
• A mayor RPMs.
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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.
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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:
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