Los motores de frecuencia variable pueden cumplir con los requisitos de par o potencia constantes a diferentes frecuencias según los cambios de carga. En condiciones de carga inestable, la función de regulación de los motores de frecuencia variable sigue el principio de distribución bajo demanda, evitando así eficazmente el desperdicio de energía.
Cuando los motores funcionan bajo cargas no nominales, los motores de frecuencia industrial producen un par excesivo. Por ejemplo, en ventiladores donde el volumen de aire se reduce ajustando las compuertas mientras la velocidad del motor permanece sin cambios, el par de salida no disminuye proporcionalmente con el volumen de aire, lo que genera un mayor consumo de energía. Por el contrario, los motores de frecuencia variable pueden ahorrar energía de forma eficaz ajustando la velocidad.
El convertidor de frecuencia equipado con motores de frecuencia variable presenta una respuesta rápida a los cambios de carga, manteniendo el motor funcionando con alta eficiencia en todo momento. La función única de regulación dinámica de los motores de frecuencia variable ha ampliado enormemente su ámbito de aplicación, especialmente en ventiladores y bombas, donde el efecto de ahorro de energía es extremadamente notable.
Cuando un motor de frecuencia industrial arranca a plena tensión, consume de 5 a 7 veces su corriente nominal de la red eléctrica. Esto no sólo desperdicia electricidad sino que también causa un impacto y daño considerables a la red eléctrica. Con el arranque de frecuencia variable, la corriente de arranque se puede ajustar mediante modulación de frecuencia. Esto elimina el impacto de la corriente de arranque en la red eléctrica y reduce el impacto de la inercia de arranque en los equipos, extendiendo la vida útil tanto de los motores como de los dispositivos; esta es también la razón por la que los arrancadores suaves se utilizan ampliamente.
Además, los motores de frecuencia variable generalmente tienen un factor de potencia más alto, lo que reduce significativamente el desperdicio de recursos de la red eléctrica. El incentivo nacional y la promoción de aplicaciones de motores de frecuencia variable están impulsados no sólo por estrategias de ahorro de energía a largo plazo sino también por la necesidad de aliviar la presión sobre la red eléctrica.
Es cierto que la calidad de los convertidores de frecuencia disponibles actualmente en el mercado es desigual. Los convertidores de mala calidad pueden afectar gravemente el rendimiento del motor e incluso provocar que el motor se queme debido al sobrecalentamiento del devanado en poco tiempo. Por esta razón, la clase de aislamiento de los motores de frecuencia variable debe ser mayor que la de los motores normales, y sus devanados deben utilizar cables magnéticos especiales para aplicaciones de frecuencia variable.
En el funcionamiento real, muchos clientes utilizan directamente motores de frecuencia industrial ordinarios con convertidores de frecuencia y logran resultados satisfactorios. Sin embargo, esto no es adecuado para todas las condiciones de trabajo y puede provocar problemas frecuentes. Dado que la mayoría de los inversores generan una onda rectangular rica en componentes de alta frecuencia, impone una tensión severa en el aislamiento del motor y resulta en una alta tasa de falla de los devanados. Además, cuando el rango de regulación de velocidad es amplio, la ventilación y la disipación de calor del motor se deterioran, provocando un sobrecalentamiento grave y un frecuente desgaste del devanado.
Por lo tanto, cuando un motor de frecuencia industrial es accionado directamente por un convertidor de frecuencia, se deben evaluar completamente los efectos adversos del suministro de energía de frecuencia variable. Si no se puede lograr un funcionamiento estable y confiable como se espera, el motor debe reemplazarse de inmediato por un motor de frecuencia variable dedicado.
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