¿Es posible hacer funcionar un motor de inducción a 1 Hz con un variador de frecuencia?

Cuando los motores de inducción no pueden proporcionar par a bajas velocidades, los sistemas se calan, se sobrecalientan o fallan, lo que retrasa la producción y daña los equipos. Pero con un Solución VFDEs posible un funcionamiento estable a 1 Hz.

Sí, técnicamente se puede hacer funcionar un motor de inducción a 1Hz utilizando un VFDPero la pérdida de par, la acumulación de calor y la inestabilidad del control lo hacen arriesgado. Con la configuración adecuada, como motores inverter, refrigeración externa y control en bucle cerrado, el funcionamiento a baja frecuencia es viable para aplicaciones especiales.

Profundicemos en las limitaciones reales y las soluciones profesionales para hacer funcionar motores a frecuencias ultrabajas.

¿Puedo utilizar un variador de frecuencia en un motor de inducción?

Sí, variadores de frecuencia (VFD)Los variadores de frecuencia (VFD), también llamados convertidores de frecuencia o variadores de velocidad (VSD), se utilizan mucho para controlar motores de inducción. Estos motores suelen ser de corriente alterna trifásica y responden bien a la tensión y frecuencia ajustables que ofrecen los variadores de velocidad.

El uso de un variador de frecuencia permite un control suave de la velocidad, un arranque y parada suaves, un menor consumo de energía y una mayor vida útil del equipo. El variador de frecuencia ajusta la velocidad del motor cambiando la frecuencia de salida de 0 Hz a varios cientos de Hz. Cuando se combina con un motor con variador de frecuencia, con aislamiento y refrigeración reforzados, la combinación resulta muy fiable.

Sin embargo, para garantizar la compatibilidad, es esencial un dimensionado adecuado, un filtrado de armónicos y prestar atención a las condiciones ambientales. Mientras que los motores monofásicos suelen requerir modificaciones, los motores de inducción trifásicos son ideales para los convertidores de frecuencia variable.

¿Cuál es la frecuencia mínima de un variador de frecuencia?

La mayoría de los variadores de frecuencia tienen un rango teórico de frecuencia de salida de 0 Hz a 400 Hz o más. Pero la mínimo práctico frecuencia de funcionamiento de un motor de inducción suele estar entre 5 a 10 Hz. Hacer funcionar un motor a 1 Hz plantea varios problemas técnicos:

A bajas frecuencias, la tensión suministrada por el inversor VFD es proporcionalmente bajo. Esto limita el flujo magnético y debilita la producción de par. El ventilador interno del motor también gira demasiado despacio para proporcionar una refrigeración adecuada, lo que provoca un sobrecalentamiento. Además, el control de baja frecuencia puede provocar ondulaciones de par y un funcionamiento inestable, especialmente en los modos de control vectorial sin sensores.

Para superar estos problemas, pueden instalarse ventiladores de refrigeración externos, reductores de engranajes y sistemas de realimentación de encóderes. Para aplicaciones especializadas, como bancos de pruebas o sistemas de posicionamiento lento, estas adiciones pueden justificar la complejidad.

¿Cuál es la velocidad máxima de un motor VFD?

La velocidad máxima del motor con un variador de frecuencia viene definida por dos factores: la salida de frecuencia máxima del variador y las limitaciones mecánicas/eléctricas del motor. Muchos convertidores de frecuencia pueden producir hasta 400 Hzpero eso no significa que tu motor pueda ir tan rápido.

Un motor estándar de 4 polos tiene una velocidad síncrona de 1800 RPM a 60 Hz. A 120 Hz, giraría a 3600 RPM; a 300 Hz, a 9000 RPM. Sin embargo, forzar los motores a estas velocidades puede provocar un desgaste excesivo de los rodamientos, rotores desequilibrados y pérdidas en el núcleo debido al efecto piel.

Por lo tanto, los sistemas VFD deben reducirse, y siempre se debe consultar la hoja de datos del motor. Las aplicaciones de alta velocidad, como los husillos CNC, pueden requerir motores especializados de alta velocidad con ejes equilibrados con precisión y rodamientos reforzados. Si se selecciona con cuidado, el variador de frecuencia puede ampliar de forma segura el rango de velocidad, preservando al mismo tiempo el rendimiento.

¿Puede un variador de frecuencia funcionar a más de 60 Hz?

Sí, VFD (también conocidos como convertidores de frecuencia o variadores de velocidad) pueden programarse para funcionar a más de 60 Hz. Esta capacidad se utiliza a menudo en aplicaciones industriales donde es necesaria la rotación a alta velocidad, como ventiladores centrífugos, trituradoras o bombas de alta velocidad.

Sin embargo, cuando un variador de frecuencia aumenta la frecuencia por encima de la frecuencia base del motor (normalmente 50 ó 60 Hz), la tensión ya no puede aumentar proporcionalmente. Esto hace que el par disminuya, aunque la velocidad aumente. Este rango se conoce como la región de funcionamiento de "potencia constante".

Es fundamental asegurarse de que la carga mecánica y el motor están diseñados para las velocidades más altas resultantes. El funcionamiento a alta frecuencia puede provocar un exceso de velocidad peligroso, la rotura del aislamiento o un fallo mecánico prematuro. Establezca siempre límites superiores de frecuencia en los parámetros del variador de frecuencia y utilice una supervisión térmica adecuada.

Hacer funcionar un motor de inducción a 1 Hz con un variador de frecuencia es posible, pero sólo con una cuidadosa ingeniería y una adaptación específica de la aplicación.