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¿Qué es un variador de velocidad (VSD/VFD)?
Un variador de velocidad (VSD), también comúnmente llamado variador de frecuencia (VFD) o variador de velocidad ajustable (ASD), es un dispositivo electrónico que controla la velocidad y el torque de un motor eléctrico de CA variando la frecuencia y el voltaje de entrada del motor.
¿Cómo se producen los armónicos?
El diseño interno de un VFD es la causa raíz:
Rectificador de entrada: La parte delantera de un VFD estándar es una rectificador de puente de diodos Este componente convierte el voltaje sinusoidal de CA entrante en un voltaje de CC.
Carga no lineal: El rectificador solo extrae corriente de la fuente de alimentación en los picos de la forma de onda de voltaje, en lugar de extraer una corriente sinusoidal suave y continua. Este consumo de corriente corto y pulsado presenta una alta distorsión.
Corrientes armónicas: Esta forma de onda de corriente distorsionada se puede descomponer matemáticamente en una frecuencia fundamental (por ejemplo, 60 Hz) y una serie de corrientes de frecuencia más alta que son múltiplos de la fundamental (por ejemplo, 180 Hz (3.ª), 300 Hz (5.ª), 420 Hz (7.ª), etc.). Estas son armonía .
¿Por qué son un problema los armónicos?
Las corrientes armónicas fluyen de regreso a través del sistema de distribución eléctrica, lo que provoca numerosos problemas:
Sobrecalentamiento de transformadores, cables y cables neutros: Los armónicos provocan un aumento de la corriente RMS y un “efecto pelicular”, lo que genera sobrecalentamiento y posibles riesgos de incendio.
Disparos molestos de disyuntores: Las formas de onda distorsionadas pueden provocar que los interruptores se disparen incluso cuando la corriente RMS real esté dentro de los límites.
Distorsión de voltaje: Las corrientes armónicas provocan una distorsión de voltaje armónica, que puede afectar a otros equipos sensibles conectados al mismo punto de acoplamiento común (PCC).
Problemas con el generador: Puede causar interferencias y sobrecalentamiento en los generadores de respaldo.
Falla del banco de condensadores: Los armónicos pueden resonar con los condensadores de corrección del factor de potencia, lo que provoca sobrecarga y fallas.
Corrupción de datos y mal funcionamiento del equipo: Los dispositivos electrónicos sensibles, como los PLC, los sensores y las computadoras, pueden funcionar mal debido al ruido.
Un Filtro armónico activo es un dispositivo electrónico de potencia sofisticado que se conecta en paralelo a las cargas no lineales (como los VFD) para mitigar los armónicos.
¿Cómo funciona un filtro armónico activo?
Funciona según el principio de "interferencia destructiva":
Monitoreo en tiempo real: Los sensores avanzados miden continuamente la forma de onda de la corriente de carga.
Análisis instantáneo: Un procesador de señal digital (DSP) de alta velocidad analiza la forma de onda y calcula los componentes armónicos presentes.
Inyección de contracorrientes: El AHF genera e inyecta instantáneamente corrientes armónicas que son iguales en magnitud pero opuestas en fase (180° desfasadas) a los armónicos medidos.
Cancelación: Estos "contraarmónicos" cancelan las corrientes armónicas originales de los VFD, lo que da como resultado una forma de onda de corriente sinusoidal limpia que fluye de regreso a la fuente de energía.
Ventajas clave de los filtros armónicos activos:
Rendimiento dinámico: Compensan los armónicos en tiempo real, lo que los hace perfectos para sistemas donde las cargas cambian constantemente (por ejemplo, VFD que aceleran y desaceleran).
Filtrado multiarmónico: Pueden mitigar una amplia gama de armónicos (normalmente hasta el orden 50 o superior) simultáneamente.
Corrección del factor de potencia: El más moderno AHFs También puede proporcionar potencia avanzada o reactiva (kVAR) para corregir un factor de potencia deficiente, otro efecto secundario común de los VFD.
Flexibilidad y escalabilidad: Se pueden dimensionar para cargas grandes individuales o para un panel eléctrico completo que sirva a múltiples VFD.
Sin riesgo de resonancia: A diferencia de los filtros pasivos, los AHF no interactúan con la impedancia del sistema y no pueden causar condiciones de resonancia peligrosas.
El siguiente diagrama ilustra cómo se instala un filtro armónico activo en relación con los VFD y la fuente de alimentación:
Un Filtro armónico activo Es muy recomendable cuando:
Tiene una gran cantidad de VFD en un solo sistema.
Los VFD son una parte significativa de la capacidad del transformador (por ejemplo, >25%).
Está experimentando problemas de calidad de energía (sobrecalentamiento, disparos de interruptores).
Su empresa de servicios públicos tiene límites estrictos sobre la distorsión armónica (IEEE 519 es un estándar común).
Tiene otros equipos sensibles en la misma fuente de alimentación.
En resumen, mientras que Variadores de velocidad Son excelentes para el ahorro de energía y el control de procesos, son una fuente importante de contaminación armónica . Filtros armónicos activos Son la solución moderna, dinámica y efectiva para eliminar estos armónicos, proteger su infraestructura eléctrica y garantizar el cumplimiento de los estándares de calidad de energía.
compatible con la red ipv6
