Un variador de frecuencia es un dispositivo electrónico utilizado para controlar la velocidad y el par de un motor eléctrico mediante la variación de la frecuencia y la tensión suministrada al motor. Estos dispositivos son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales y comerciales para controlar motores de corriente alterna (CA), como los motores trifásicos.
Los variadores de frecuencia funcionan al convertir la energía de entrada de corriente alterna a una frecuencia y tensión específicas a través de un proceso de modulación de ancho de pulso. Esto permite ajustar la velocidad de funcionamiento del motor de manera precisa y eficiente, lo que a su vez ofrece beneficios como ahorro de energía, control de la velocidad, reducción del desgaste del motor y mejor rendimiento en aplicaciones que requieren velocidades variables.
¿Qué es un variador de frecuencia?
Un variador de frecuencia o también llamado convertidor de frecuencia es un equipo que se coloca entre la fuente de alimentación o red eléctrica y el motor eléctrico, y que controla la velocidad de giro de un motor que funciona en corriente alterna.
Este dispositivo se puede encontrar escrito por sus siglas en inglés: VFD (Variable Frequency Drive), también como VSD (Variable Speed Drive), que quiere decir variador de velocidad variable, y a veces como ASD (Adjustable Speed Drive): variador de velocidad ajustable, todos ellos son lo mismo y realizan la misma función explicada anteriormente.
Con este dispositivo se regula la frecuencia de giro del motor eléctrico, ofreciendo solo la electricidad necesaria y evitando desperdiciar energía, mejorando así la eficiencia del aparato eléctrico.
Por ejemplo, en un ventilador eléctrico este elemento serviría para variar su caudal de aire, modificando la presión y la potencia eléctrica. Al reducir las revoluciones por minuto de giro del motor disminuimos proporcionalmente su caudal, pero se reduce en mayor medida la energía eléctrica necesaria, es por ello que resulta muy interesante.
¿Cómo funciona un variador de frecuencia?
Como ya hemos explicado, cualquier equipo eléctrico conectado a la red eléctrica tiene un motor que tiene un par y gira a una velocidad determinada. Sin embargo, cuando esta velocidad es superior o inferior a la deseada, podemos corregirla mediante este dispositivo, y adaptarla a las necesidades de cada momento. En el siguiente esquema podemos aprender cuál es el funcionamiento de este elemento.
El dispositivo controla por tanto la velocidad de un motor, y lo consigue utilizando primeramente un rectificador que convierte la corriente alterna que viene de la red eléctrica en corriente continua.
Esta corriente continua se utiliza para cargar los condensadores del dispositivo, que se encargan de suavizar la onda de corriente.
En último lugar, está provisto de un inversor de corriente, un equipo que convierte la corriente continua en corriente alterna de nuevo. De esta forma la corriente nueva en alterna está ajustada en niveles de frecuencia y de voltaje a las necesidades del equipo al que esté conectado el dispositivo.
Ventajas de usar este dispositivo
Como bien se ha explicado anteriormente, el ahorro eléctrico es una de las ventajas destacadas al utilizar este dispositivo antes de la conexión de un motor eléctrico directo a la red eléctrica, pero no es la única.
Este dispositivo es muy fácil de instalar, no tiene prácticamente mantenimiento, y prolonga además la vida de los equipos en los que se instala, ya que reciben únicamente la energía que se demanda, y no se producen excedentes ni picos de corriente que provocan averías y daños a veces irreparables.
Por otro lado, además de los beneficios energéticos y de funcionamiento de los equipos, cabe recalcar también los beneficios medioambientales, al no desperdiciar energía durante su uso.
Por último y no menos importante, el nivel acústico se reduce notablemente con el uso de este dispositivo y en equipos con motores industriales su uso es más que recomendable.
Los motores usados en un sistema con variador suelen ser trifásicos (CA) aunque en ocasiones también se utilizan motores monofásicos (CA)
El controlador del dispositivo de variación convierte la energía que entra en corriente alterna (CA) a corriente continua (CC) utilizando un puente rectificador (puente trifásico de diodos). Por lo que permite alimentarlo con CC. La energía intermedia continua se convierte en una señal de CA utilizando un circuito inversor conmutado.
El dispositivo permite el arranque en rampa de un motor, lo que supone dos beneficios principalmente: ahorro energético y reducción del desgaste y posible rotura del motor.