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¿Cuál es la diferencia entre un VFD (Variable Frequency Drive) y un arrancador suave?
Los variadores de frecuencia o VFD y los arrancadores suaves son dos tipos diferentes de arrancadores de motor. Ambos funcionan con componentes semiconductores, razón por la cual la mayoría de las personas los confunden entre sí. Ambos pueden usarse para arrancar y detener motores de inducción de manera segura. Aparte de eso, son bastante diferentes en función de otras características. Algunas de estas características son mejores que otras.
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Antes de entrar en la lista de diferencias entre los VFD y los arrancadores suaves, analicemos qué es un arrancador de motor.
arrancador de motor
Un arrancador de motor es un dispositivo que se utiliza para arrancar y detener de forma segura un motor de inducción. Los motores de inducción consumen una gran corriente (aproximadamente 8 veces la corriente nominal) durante el arranque debido a la baja resistencia de sus devanados. Esta enorme corriente de arranque, llamada corriente de irrupción, puede dañar los devanados internos del motor, acortar su vida útil y, en el peor de los casos, quemarlo.
Los arrancadores de motor se utilizan para reducir la corriente de arranque, de modo que puedan arrancarse de forma segura sin dañar los devanados y otras piezas mecánicas debido a un tirón repentino. También ayuda a detener el motor cuando se apaga la alimentación. También proporciona protección contra subtensión y protección contra sobrecorriente. Por lo tanto, se debe utilizar un arrancador de motor.
arranque suave
Este tipo de arrancador de motor reduce la corriente de arranque y la alta corriente de irrupción al reducir el voltaje aplicado al motor. Se utiliza un tiristor semiconductor para controlar la tensión de alimentación. Se utilizan un par de tiristores consecutivos para controlar el flujo de corriente en ambas direcciones. Por lo tanto, un arrancador suave trifásico utiliza 6 tiristores para reducir el voltaje en las 3 fases simultáneamente.Más información sobre la estructura del artículo “Soft Starter”
Un tiristor tiene tres terminales: ánodo, cátodo y puerta. Si no aplica un pulso de voltaje a la puerta del tiristor, no fluirá corriente. La aplicación de una señal de puerta activa el tiristor y comienza a conducir corriente. La cantidad de corriente o voltaje permitida por un tiristor se controla variando el ángulo de la señal de la puerta, llamado ángulo de disparo. Por lo tanto, se reduce la corriente de irrupción de arranque suministrada al motor.
Cuando el motor arranca, el ángulo de disparo se controla para proporcionar un voltaje bajo que aumenta gradualmente. Cuando el voltaje alcance el voltaje de línea, el motor se acelerará suavemente y comenzará a funcionar a la velocidad nominal. Normalmente se utiliza un contactor de derivación para suministrar tensión de línea directamente al motor durante el funcionamiento normal.
Cuando el motor se detiene, ocurre la misma acción con una caída gradual del voltaje, ralentizando el motor y finalmente cortando el suministro de voltaje de entrada.
Un arrancador suave solo reduce la tensión de alimentación mientras el motor arranca y se detiene, por lo que no puede cambiar la velocidad del motor durante el funcionamiento normal. Por lo tanto, se utilizan para aplicaciones de velocidad constante.
Un arrancador suave no genera armónicos en el sistema. Por lo tanto, no se requiere filtrado adicional para eliminar los armónicos del sistema.
Tiene un diseño muy compacto y requiere menos componentes para su funcionamiento, lo que lo hace muy pequeño en tamaño en comparación con los VFD. También reduce el costo total del arrancador suave en comparación con el VFD.
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VFD (unidad de frecuencia variable)
Un variador de frecuencia “VFD” es un arrancador de motor basado en semiconductores. Puede arrancar y detener su motor eléctrico de forma segura y tener un control total sobre la velocidad del motor durante el funcionamiento. Puede controlar el voltaje de la fuente de alimentación y su frecuencia. Dado que la velocidad de los motores de inducción depende de la frecuencia de la fuente de alimentación, los VFD se utilizan principalmente para variar la velocidad del motor durante el funcionamiento.
Un VFD tiene tres circuitos: un rectificador, un filtro de CC y un inversor. Primero, el voltaje de la línea de CA se convierte en CC usando un circuito rectificador. Luego páselo por un filtro DC para suavizarlo. Un voltaje de CC estable se convierte en CA mediante un circuito inversor. El circuito de control lógico del inversor permite variar el voltaje y la frecuencia del voltaje de CA de salida. Se puede usar para aumentar suavemente la velocidad de un motor desde 0 RPM hasta la velocidad nominal, a veces incluso más allá de la velocidad nominal aumentando la frecuencia. Por lo tanto, tiene control total sobre las características de par-velocidad del motor.
Un VFD ofrece la capacidad de variar la velocidad del motor durante el funcionamiento al variar la frecuencia del voltaje suministrado. Por lo tanto, se utiliza en aplicaciones donde es necesario variar la velocidad del motor. Un mejor ejemplo sería la velocidad del ventilador según la temperatura y la velocidad de la bomba de agua según la presión del agua entrante.
El par motor es directamente proporcional a la corriente suministrada y directamente proporcional a la tensión suministrada. El voltaje y la frecuencia se pueden controlar completamente para controlar el par del motor.
Los arrancadores de motor convencionales, como los arrancadores DOL y los arrancadores suaves, no pueden cambiar la velocidad del motor. De modo que puede hacer funcionar el motor a toda velocidad (máxima potencia) o detener el motor. Un VFD puede minimizar el consumo de energía al programar el motor para que funcione a una velocidad específica.
Desafortunadamente, los VFD pueden generar armónicos en la línea, por lo que se deben conectar filtros adicionales al VFD. El tamaño total de un VFD es mayor que el de un arrancador suave debido al uso de tantos circuitos y componentes. También afecta el costo de un VFD, que es casi tres veces mayor que el de un arrancador suave.
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Diferencia entre arrancador suave y VFD
La siguiente tabla muestra las principales diferencias entre un arrancador suave y un variador de frecuencia “VFD”.
| arranque suave | VFD (unidad de frecuencia variable) |
| Un arrancador de motor semiconductor que puede arrancar y detener un motor de forma segura. | Un arrancador de motor basado en semiconductores que puede arrancar, detener y variar la velocidad de un motor de forma segura. |
| A máxima velocidad, el arrancador suave se deriva mediante un contactor. | Funciona durante todo el movimiento del motor. |
| Utiliza tiristores para regular el voltaje de CA únicamente. | Convierta CA a CC y vuelva al valor deseado de CA. |
| Solo se puede variar la tensión de alimentación. | Puede cambiar no solo el voltaje sino también la frecuencia. |
| Puede producir un par de arranque de bajo a moderado. | Puede generar un alto par de arranque. |
| No se generan armónicos en el sistema. | Generar armónicos en el sistema. |
| No se necesitan filtros adicionales. | Se necesita un filtro porque inyecta armónicos en la línea. |
| Se utiliza para aplicaciones de velocidad constante del motor. | Se utiliza para aplicaciones de velocidad de motor variable |
| Tamaño más pequeño que VFD. | Es de mayor tamaño. |
| Menos costoso que VFD. | Es caro. |
En general, tanto los arrancadores suaves como los VFD se utilizan para el funcionamiento seguro del motor, pero los arrancadores suaves se utilizan en aplicaciones en las que no se requiere control de velocidad y los VFD se utilizan para el control de velocidad. Sin embargo, si se requiere un alto par de arranque y el alto costo no es una preocupación, se debe usar un VFD.
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