Impulsando la industria: el variador de frecuencia de media tensión

el Variado de frecuencia de media tensión (MV VFD) es una pieza crítica de equipo electrónico de potencia que permite un control preciso y un funcionamiento eficiente de motores de CA en una amplia gama de aplicaciones industriales. Funcionyo como una interfaz entre la fuente de alimentación y el motor, el MV VFD modula la frecuencia y el voltaje suministrados al motor, permitiendo variar su velocidad y par de manera suave y precisa.

Definición de media tensión

En el contexto de los sistemas de energía eléctrica, "media tensión" generalmente se refiere a un rango de potencial eléctrico típicamente entre $1\text{kV}$ and $35\text{kV}$ . Este rango es significativamente más alto que el bajo voltaje utilizado en hogares y pequeños edificios comerciales (generalmente bajo $1\text{kV}$ ). Los motores diseñados para funcionar a estos niveles de voltaje más altos son comunes en industrias pesadas como las de petróleo y gas, minería, generación de energía, tratamiento de agua y petroquímica, donde los motores de gran potencia (a menudo $\text{megavatio}$ clase) se requiere para bombas, compresores, ventiladores y sistemas transportadores.

Función central y tecnología

el primary function of a Variado de frecuencia de media tensión es regular la velocidad del motor. Al controlar la frecuencia de la alimentación de CA suministrada al motor, el variador gobierna directamente la velocidad de rotación, según lo define la fórmula de velocidad síncrona del motor: ${norte}_s=\frac{120f}{pag}$ , donde ${norte}_s$ es la velocidad sincrónica, $f$ es la frecuencia, y $pag$ es el número de polos del motor.

el internal operation of the MV VFD involves three main stages:

1. Rectificación: La energía CA entrante se convierte en energía CC.

2. Enlace CC: el DC power is smoothed using capacitors or inductors.

3. Inversión: el DC power is converted back into AC power with the desired, variable frecuencia y voltaje. Esto normalmente se logra utilizando interruptores semiconductores de alta potencia, como Transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) or Tiristores de apagado de puerta (GTO) .

Debido a los niveles de voltaje más altos, los VFD de MV emplean topologías especializadas, como Inversores multinivel (por ejemplo, punto neutro fijado (nortepagC), condensador volante o puente H en cascada (CHB)): para gestionar la tensión de voltaje en los semiconductores y lograr una forma de onda de salida de alta calidad (baja distorsión armónica). La topología de puente H en cascada es particularmente popular ya que permite conectar en serie componentes estándar de bajo voltaje para sintetizar el voltaje medio.

Ventajas y aplicaciones clave

el adoption of the Variado de frecuencia de media tensión ofrece ventajas convincentes que se traducen en importantes beneficios operativos:

• Ahorro de energía: Este suele ser el beneficio más significativo. En aplicaciones de bombas y ventiladores, la potencia consumida es proporcional al cubo de la velocidad ( $pag\propto {norte}^3$ ). Una pequeña reducción en la velocidad lograda a través del VFD genera ahorros de energía sustanciales en comparación con los métodos tradicionales como válvulas de estrangulación o amortiguadores.

• Control de Procesos: Los VFD permiten un control preciso de la velocidad y el par, optimizando los procesos para lograr la máxima eficiencia, calidad y rendimiento.

• Estrés mecánico reducido: Al habilitar arranque suave (aceleración gradual), el VFD reduce significativamente las altas corrientes de irrupción y los impactos mecánicos asociados con el arranque directo en línea, prolongando así la vida útil del motor y del equipo conectado.

• Mejora de la calidad de la energía: Los diseños modernos de VFD de media tensión a menudo incorporan características que minimizan la distorsión armónica reflejada en la red eléctrica, cumpliendo con estrictos estándares de calidad de energía.

else advantages make the MV VFD indispensable in sectors requiring continuous, large-scale motor operation. Common applications include:

1. Bombas y Compresores: Optimización del flujo en tuberías, refinerías y servicios de agua.

2. Ventiladores y sopladores: Controlar el flujo de aire en hornos, plantas de energía y sistemas de ventilación.

3. Transportadores y Trituradoras: Gestión de la velocidad y carga del manejo de materiales en la minería y la producción de cemento.

4. Extrusoras y Molinos: Proporcionar una regulación precisa de la velocidad en los procesos de fabricación.