Convertidores de frecuencia
¿Qué es un convertidor de frecuencia?
Con respecto a la energía eléctrica, la frecuencia es cuántos ciclos por segundo se repite una corriente alterna. Un convertidor de frecuencia cambia el número de Ciclos por Segundo (Hertz). En la figura de abajo, la frecuencia que sale es 6 veces la frecuencia que entra. Esto no tiene nada que ver con el voltaje o el amperaje. Solo se cambia la frecuencia. Por el contrario, una frecuencia más alta podría convertirse en una frecuencia más baja.
¿Cómo funciona un convertidor de Frecuencia de trabajo?
Originalmente, los convertidores de frecuencia eran mecánicos. Un motor o motor estaría conectado a una polea o transmisión de engranajes para impulsar un generador más rápido o más lento que el motor. Dado que la frecuencia es proporcional a la velocidad del generador, aumentaría o disminuiría por la polea o la relación de transmisión. Esto tenía limitaciones de velocidad, relaciones disponibles y estabilidad. Si el motor o la línea eléctrica fluctuaron, la frecuencia de salida del generador fluctuó. La eficiencia de la potencia que pasaba a través del motor más un generador era a menudo baja.
Hoy en día la Conversión de frecuencia se realiza electrónicamente. Cualquier tipo de fuente de alimentación se puede cambiar a Corriente continua (CC). La corriente continua no tiene frecuencia, se comporta como una batería. Este DC puede pulsarse en pequeñas porciones para crear cualquier frecuencia deseada.
Este diseño de convertidor de frecuencia de Estado sólido es altamente eficiente, estabilizado por un cristal de cuarzo y funciona independientemente de las fluctuaciones de potencia de entrada.
Requiere un mantenimiento mínimo, sin lubricación o desgaste mecánico.
Usos para Convertidores de frecuencia de Estado sólido
Convertidores de frecuencia variable
Debido a que la velocidad de un motor es proporcional a la Frecuencia, variar la frecuencia variará la velocidad. Esto es valioso en muchas aplicaciones, como sistemas de impresión y transportadores. En los sistemas de tratamiento de aire, la economía es importante. Reducir la velocidad del ventilador en 2 reduce la salida de presión del ventilador en 4. (Ley cuadrada) Al mismo tiempo, la potencia utilizada se reduce en 9. (Ley Cúbica) La reducción de velocidad en lugar de cerrar un amortiguador para reducir el flujo genera un ahorro de energía sustancial.
Convertidores de frecuencia fijos
Aunque la velocidad variable tiene muchos usos, la necesidad de una frecuencia fija diferente de la utilidad es a menudo un requisito. La red eléctrica de muchos países funciona a 60 Hz, mientras que otros países funcionan a 50 Hz. Debido a la economía global, las manufacturas que producen para mercados extranjeros deben probar su producto a la frecuencia de la potencia del país extranjero. Un convertidor de frecuencia permite a una fábrica en un país de 60 Hz probar productos en una fuente de alimentación de 50 Hz, o al revés. Los sistemas de energía renovable, como la solar o la eólica, necesitan convertidores de frecuencia para convertir su energía a la frecuencia de la red de servicios públicos para que los consumidores puedan usar la energía. La frecuencia es un factor importante en el diseño de los equipos de potencia. Una relación es que una frecuencia más alta requiere menos hierro en motores y transformadores. Esto significa que la operación por encima de la potencia de servicio de 60 o 50 Hz puede ahorrar tamaño y peso en el equipo. Esto es particularmente importante para el equipo que se vuela o transporta con frecuencia. Los aviones y los sistemas militares se aprovechan de esto al estar diseñados para operar a 400 Hz. Esta frecuencia más alta, debido a que el equipo pesa menos, permite una mayor capacidad de combustible y carga. La energía de la red eléctrica convertida a 400 Hz es una parte crítica de la aviación comercial y militar a nivel mundial. Otros equipos militares, como sistemas de misiles y computadoras, también utilizan 400 Hz. Aunque varios países estandarizan en diferentes frecuencias de red, el requisito de frecuencia de aviación es el mismo en todas partes.