Como proveedor de variadores de frecuencia (VFD) de 1,5 KW, a menudo recibo consultas sobre la frecuencia portadora de estos dispositivos. La frecuencia portadora es un parámetro crucial en los VFD, que influye en varios aspectos de su rendimiento y aplicación. En esta publicación de blog, profundizaré en cuál es la frecuencia portadora de un VFD de 1,5 KW, su importancia y cómo afecta el funcionamiento del variador y el equipo conectado.
Comprensión de la frecuencia portadora en VFD
Antes de analizar específicamente la frecuencia portadora de un VFD de 1,5 KW, primero comprendamos qué significa la frecuencia portadora en el contexto de los VFD. Un VFD es un dispositivo electrónico que controla la velocidad de un motor eléctrico variando la frecuencia y el voltaje que se le suministra. Utiliza la técnica de modulación de ancho de pulso (PWM) para convertir una fuente de alimentación de voltaje fijo y frecuencia fija en una salida de voltaje variable y frecuencia variable.
La frecuencia portadora en un VFD es la frecuencia a la que se generan los pulsos PWM. Normalmente es mucho más alta que la frecuencia de salida del VFD. Por ejemplo, mientras que la frecuencia de salida de un VFD puede variar desde unos pocos Hercios hasta varios cientos de Hercios para controlar la velocidad del motor, la frecuencia portadora puede estar en el rango de unos pocos kilohercios a decenas de kilohercios.
Por qué es importante la frecuencia portadora
La frecuencia portadora tiene varias implicaciones importantes para el rendimiento de un VFD de 1,5 KW y el motor que impulsa:
1. Ruido del motor
Uno de los efectos más notables de la frecuencia portadora es el ruido del motor. Una frecuencia portadora más alta generalmente resulta en un ruido menos audible del motor. Esto se debe a que los pulsos PWM con una frecuencia más alta están más juntos, lo que suaviza la forma de onda de corriente suministrada al motor. Como resultado, el motor funciona más silenciosamente. Sin embargo, aumentar la frecuencia portadora también tiene sus inconvenientes, como mayores pérdidas de potencia en el VFD.
2. Pérdidas de energía
Las frecuencias portadoras más altas provocan mayores pérdidas de conmutación en los dispositivos semiconductores de potencia del VFD, como los transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). Estas pérdidas se deben a la energía disipada durante las transiciones de encendido y apagado de los dispositivos semiconductores. A medida que aumenta la frecuencia portadora, también aumenta el número de eventos de conmutación por segundo, lo que resulta en mayores pérdidas de energía. Esto puede provocar temperaturas de funcionamiento más altas en el VFD y una reducción de la eficiencia general.
3. Calefacción del motor
La frecuencia portadora también puede afectar el calentamiento del motor. Una frecuencia portadora más baja puede provocar corrientes armónicas más altas en el motor, lo que puede provocar un calentamiento adicional. Estas corrientes armónicas son causadas por la naturaleza no sinusoidal de la forma de onda de salida PWM. Por otro lado, una frecuencia portadora muy alta también puede provocar un mayor calentamiento en el motor debido al efecto piel y al efecto de proximidad, que aumentan la resistencia efectiva de los devanados del motor a altas frecuencias.
4. Longitud del cable
La frecuencia portadora también está relacionada con la longitud máxima permitida del cable entre el VFD y el motor. Una frecuencia portadora más alta puede provocar más reflexiones de voltaje a lo largo del cable, lo que puede provocar sobretensión en los terminales del motor. Por lo tanto, para cables de mayor longitud, es posible que se requiera una frecuencia portadora más baja para evitar daños al motor y al VFD.
Rango de frecuencia portadora típica para VFD de 1,5 KW
Para los VFD de 1,5 KW, el rango de frecuencia portadora típico suele estar entre 2 kHz y 16 kHz. La frecuencia portadora específica óptima para una aplicación particular depende de varios factores, incluido el tipo de motor, el nivel de ruido requerido, la longitud del cable y la eficiencia deseada.
En general, si el ruido es una preocupación importante, como en un ambiente interior silencioso, se puede seleccionar una frecuencia portadora más alta (por ejemplo, 8 kHz - 16 kHz). Sin embargo, si la eficiencia es la principal prioridad, o si la longitud del cable es larga, una frecuencia portadora más baja (por ejemplo, 2 kHz - 4 kHz) puede ser más apropiada.
Selección de la frecuencia portadora adecuada para su VFD de 1,5 KW
Al seleccionar la frecuencia portadora para un VFD de 1,5 KW, es importante considerar los requisitos específicos de su aplicación. Aquí hay algunos pasos que le ayudarán a tomar la decisión correcta:
1. Evaluar los requisitos de ruido
Si el motor está ubicado en un entorno donde el ruido es un problema, como una oficina, un hospital o una zona residencial, elija una frecuencia portadora más alta para reducir el ruido del motor. Puede comenzar con una frecuencia portadora de alrededor de 8 kHz y ajustarla según el nivel de ruido real.
2. Evalúe la longitud del cable
Si la longitud del cable entre el VFD y el motor es larga (por ejemplo, más de 50 metros), puede ser necesaria una frecuencia portadora más baja para evitar reflexiones de voltaje y sobretensiones en los terminales del motor. En tales casos, puede ser adecuada una frecuencia portadora de 2 kHz - 4 kHz.
3. Considere el tipo de motor
Diferentes tipos de motores pueden tener diferentes sensibilidades a la frecuencia portadora. Por ejemplo, algunos motores de alta eficiencia pueden ser más sensibles a las corrientes armónicas y es posible que se requiera una frecuencia portadora más alta para reducir estos armónicos. Consulte las especificaciones del fabricante del motor para obtener orientación sobre el rango de frecuencia portadora recomendado.
4. Equilibrio entre eficiencia y rendimiento
Tenga en cuenta que existe un equilibrio entre eficiencia y rendimiento cuando se trata de la frecuencia portadora. Una frecuencia portadora más alta puede mejorar el rendimiento del motor en términos de ruido y contenido armónico, pero también aumentará las pérdidas de potencia en el VFD. Por lo tanto, necesita encontrar el equilibrio adecuado según los requisitos de su aplicación.
Nuestros VFD de 1,5 KW y frecuencia portadora
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Conclusión
La frecuencia portadora de un VFD de 1,5 KW es un parámetro crítico que afecta el rendimiento, el nivel de ruido, la eficiencia y la confiabilidad del motor y el sistema de transmisión. Al comprender la importancia de la frecuencia portadora y considerar los requisitos específicos de su aplicación, puede seleccionar la frecuencia portadora óptima para lograr los mejores resultados.
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Referencias
- "Variadores de frecuencia variable: principios, funcionamiento y aplicaciones" por Ben Hogan
- Manuales del fabricante para varios VFD de 1,5 KW
- Artículos técnicos sobre control de motores y técnicas PWM.