Convertidores de frecuenciacomúnmente conocido como variadores de frecuencia (VFD), variadores de velocidado convertidores de frecuencia variableson dispositivos esenciales en las aplicaciones industriales modernas. Regulan la velocidad y el par de los motores eléctricos variando la frecuencia y la tensión suministrada al motor. Los dos principales métodos de control utilizados en estos dispositivos son el control vectorial y el control V/F. Este artículo profundizará en estos métodos de control, explicando sus conceptos, características y aplicaciones.
¿Qué es el control de vectores?
El control vectorial, también conocido como control orientado al campo (FOC), es una sofisticada técnica de control utilizada en convertidores de frecuencia para gestionar la velocidad y el par de los motores de corriente alterna. Por ejemplo, en un motor asíncrono, el control vectorial deriva ecuaciones de flujo magnético, incluidas las del flujo del estator, el flujo del entrehierro y el flujo del rotor.
Explicación detallada del control de vectores
Concepto de control vectorial
La idea central del control vectorial es hacer que un motor de CA se comporte como un motor de CC, consiguiendo un rendimiento de alta velocidad. Esto se consigue descomponiendo el vector de corriente del estator de un motor asíncrono en un componente de corriente de campo y un componente de corriente de par. Estos componentes se controlan de forma independiente, manteniendo su magnitud y fase. El control vectorial puede clasificarse en control de frecuencia de deslizamiento, control vectorial sin sensores y control vectorial con sensores de velocidad.
Funciones de control vectorial
1.Control vectorial sin retroalimentación:
Ventajas:
- Fácil de usar sin componentes adicionales.
- Características mecánicas rígidas, evitando la saturación del circuito magnético.
Desventajas:
- Rango de velocidad y respuesta dinámica limitados en comparación con el control vectorial realimentado.
2.Control vectorial realimentado:
Ventajas:
- Rendimiento superior del control de velocidad.
Desventajas:
- Requiere la instalación de un sensor de velocidad, lo que aumenta la complejidad y el coste.
Ámbito de aplicación del control de vectores:
El control vectorial se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren un alto rendimiento y precisión, como:
- Máquinas CNC:Para un control preciso de la posición y la velocidad.
- Robótica:Garantiza movimientos suaves y precisos.
- Ascensores:Proporciona un funcionamiento suave y fiable.
- Lavadoras industriales:Mejora el control sobre los ciclos de lavado.
¿Qué es el control V/F?
El control V/F, o control de voltios por hercios, es un método más sencillo y tradicional utilizado en los convertidores de frecuencia. Regula la velocidad del motor manteniendo una relación constante entre la tensión y la frecuencia suministradas al motor.
Explicación detallada del control V/F
Concepto de control V/F
El principio del control V/F consiste en modificar la tensión proporcionalmente a la frecuencia. Esto mantiene constante el flujo magnético del motor, evitando campos magnéticos débiles y la saturación. Este método de control suele preajustarse en los sistemas para garantizar la eficiencia energética.
Comparación entre el control vectorial y el control V/F
- Complejidad:El control vectorial es complejo y requiere algoritmos y sensores avanzados, mientras que el control V/F es más sencillo y fácil de implementar.
- Rendimiento:El control vectorial ofrece un rendimiento superior, especialmente para aplicaciones dinámicas y de precisión, mientras que el control V/F es suficiente para tareas menos exigentes.
- Coste:Los sistemas de control vectorial suelen ser más caros debido a su complejidad.
- Eficiencia:El control vectorial optimiza la eficiencia del motor más eficazmente que el control V/F.
En resumen, la elección entre control vectorial y control V/F en un convertidor de frecuencia depende de los requisitos específicos de la aplicación. El control vectorial es ideal para aplicaciones de alta precisión y rendimiento dinámico, mientras que el control V/F se adapta a aplicaciones más sencillas y sensibles a los costes en las que el control preciso no es tan crítico. La comprensión de estos métodos de control permite a las industrias aprovechar las capacidades de los convertidores de frecuencia variable para mejorar el rendimiento y la eficiencia del motor, lo que conduce a una mayor eficiencia operativa y productividad.
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