¿Basta con usar un convertidor de frecuencia para ahorrar energía?

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La última edición de este mensaje fue realizada por yunrun el 17-12-2015 a las 14:44. Funcionamiento del convertidor de frecuencia: El circuito de entrada de alimentación convierte la corriente alterna recibida en corriente continua. A través del circuito de salida de alimentación, se realizan mediciones, comparaciones y cálculos sobre los datos de funcionamiento, según las instrucciones enviadas por la unidad de control. De esta manera, se emiten instrucciones para que la corriente continua resultante sea modulada a una frecuencia determinada, convirtiéndola así en corriente alterna que se envía al motor. Razones por las que los convertidores de frecuencia ahorran energía: La frecuencia de salida de los convertidores de frecuencia puede variar entre 0-50 Hz o frecuencias aún más altas. Según el artículo técnico “Cómo entender la curva U_f de los convertidores de frecuencia”, al disminuir la frecuencia de alimentación, también disminuye la tensión de alimentación. Esto hace que la potencia instantánea del motor disminuya, lo que a su vez reduce el consumo de energía. En tales circunstancias, el convertidor de frecuencia puede ayudar a ahorrar energía. Pero este ahorro de energía está sujeto a ciertas condiciones; depende del uso que se le dé y de las características de la carga que maneja el motor. Es posible ahorrar energía mediante la regulación de la velocidad en equipos como bombas, ventiladores y compresores. En estos equipos, el par de carga es proporcional al cuadrado de la velocidad, mientras que la potencia lo es al cubo de la misma. Cuando la velocidad se reduce a la mitad, el par de carga solo representa 1/4 de su valor original, y la potencia queda en 1/8 de ese valor. Estos dispositivos están diseñados para tener margen de producción y desarrollo; por lo tanto, la capacidad de los motores que los accionan se elige en función del caudal o presión máximos. Por lo general, el caudal o la presión se regulan mediante válvulas o deflectores, lo que genera un desperdicio de energía. Al utilizar convertidores de frecuencia para reducir la velocidad del motor, es posible regular el caudal o la presión, logrando así un ahorro de energía. Según las estadísticas, se puede lograr un ahorro de energía promedio del 1/3; debido a sus evidentes beneficios, se ha empleado ampliamente. Los convertidores de frecuencia para cargas como ventiladores y bombas pueden ayudar a ahorrar energía. Sin embargo, debido a cuestiones relacionadas con el diseño o los equipos, los ventiladores o bombas funcionan siempre a plena carga, lo que hace que la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia se mantenga en 50 Hz. En tales casos, no es posible hablar de ahorro de energía, ya que no hay diferencia alguna con respecto al funcionamiento a frecuencia de red. Solo cuando el caudal real de aire o agua es inferior al caudal nominal en un 100%, se produce una disminución en la velocidad del motor, lo que a su vez genera un ahorro de energía. Los ingenieros de Changhui Instruments compararon el consumo de energía de dos ventiladores de 15 kW, tanto a frecuencia de red como en modo variable. Cada uno de los ventiladores funcionó durante 2 horas. Los medidores de energía indicaron que, en el modo variable, se consumía 1 vatio más de energía que a frecuencia de red. Esto es algo normal, ya que el propio convertidor de frecuencia también consume energía. Estrictamente hablando, la prueba todavía tiene un error; le falta un poco para llegar a 1 grado. Tales mediciones también presentan problemas, ya que la corriente de salida del convertidor de frecuencia no es una frecuencia de línea pura; contiene armónicos de orden superior, por lo que no es posible medirla con instrumentos convencionales. La corriente de salida del convertidor de frecuencia es más fiable si se utiliza el valor indicado en la pantalla del mismo. Por lo tanto, es poco fiable afirmar que se puede ahorrar energía con un convertidor de frecuencia, sin tener en cuenta las características de la carga ni el contexto de uso. Además, utilizar los datos de medición de instrumentos comunes para comparar el ahorro de energía también hace que la publicidad sea poco fiable. En algunas ocasiones, el uso de convertidores de frecuencia se debe, en primer lugar, a que el proceso requiere un control preciso de la accionamiento y la velocidad del motor; la economía de energía podría ser solo un efecto secundario. Además, no se puede pasar por alto la tasa de retorno de la inversión; cuanto más pequeño sea el motor, más evidente se vuelve este problema. ¿Puede un convertidor de frecuencia reemplazar a una fuente de alimentación con control de frecuencia? ¡Un convertidor de frecuencia no puede reemplazarla! Esto se debe a que la estructura, los principios y los usos de ambos son diferentes. El convertidor de frecuencia está compuesto por circuitos de tipo corriente alterna-corriente continua-corriente alterna (onda modulada). La forma de onda de la tensión de salida es una onda cuadrada pulsada, y contiene numerosas componentes armónicas. Tanto la tensión como la frecuencia varían en proporción; no es posible ajustarlas por separado, lo cual no cumple con los requisitos de una fuente de alimentación de corriente alterna. En principio, no puede utilizarse como fuente de alimentación. El convertidor de frecuencia sirve para regular la velocidad de los motores asincrónicos de tres fases. La fuente de alimentación con conmutación de frecuencia está compuesta por circuitos de corriente alterna a corriente continua, y luego a corriente alterna nuevamente, además de circuitos de filtrado. La forma de onda de la tensión y la corriente que genera es senoidal; esto la hace muy similar a una fuente de alimentación de corriente alterna. Además, según las necesidades del usuario, puede generar cualquier tensión y frecuencia deseadas. En sí mismo, sirve como fuente de alimentación.