Podría decirse que un VFD es el mejor amigo de su motor eléctrico. Los convertidores de frecuencia variable (VFD) son dispositivos de control inteligentes que garantizan el funcionamiento eficiente de los motores eléctricos, para utilizar menos energía y reducir los costes operativos. Al mismo tiempo, prolongan la vida útil del equipo, optimizan los procesos y reducen los requisitos de mantenimiento.
¿Sabía que un VFD puede ayudarle a ahorrar en su factura energética? El VFD puede reducir drásticamente el consumo de energía en comparación con el funcionamiento directo en línea, con el cual el motor funcionará a la máxima velocidad con independencia de la demanda. Al usar un convertidor, es habitual obtener un ahorro de energía o combustible del 40 %. A veces, el ahorro asciende al 80 %. El efecto de funcionamiento homogéneo significa que el uso de convertidores también reduce las emisiones de óxidos nitrosos (NOx) y la huella de CO2 de los sistemas en los que se instalan.
Cuando comprende qué es un VFD y cómo usarlo, puede acercarse a alcanzar sus objetivos climáticos, así como ganar ventaja competitiva. Por eso, un VFD es un gran activo y un gran amigo, no solo para sus motores, sino para todo su negocio.
VFD para la eficiencia energética: Los VFD controlan de forma inteligente la velocidad del motor, reduciendo significativamente el consumo de energía (a menudo más de un 40 %) en comparación con los motores que funcionan sin regulación y, por tanto, a toda velocidad
Ahorro de costes y rápido retorno de la inversión (ROI): Los VFD reducen tanto las facturas de energía como el mantenimiento, al mismo tiempo que mejoran el control de procesos, con un retorno de la inversión habitual de 6-12 meses
Aplicaciones versátiles: Los VFD y los convertidores de potencia optimizan diversas aplicaciones, incluidos ventiladores, bombas y transportadores, grúas, propulsión marina, electrólisis de hidrógeno y sistemas de energía renovable
Más allá del ahorro energético: Los VFD ofrecen ventajas que van más allá del ahorro energético, como un rendimiento mejorado, un control de procesos mejorado, una mayor vida útil del equipo y unas emisiones reducidas
Experiencia de Danfoss: Danfoss se especializa en VFD para adaptarse a cualquier tipo de motor, ofreciendo una amplia gama de soluciones y asistencia global para optimizar el rendimiento del motor
Todos estos nombres se refieren al mismo dispositivo. Los VFD también se conocen como variadores de velocidad ajustable, convertidores de frecuencia ajustable o AFD, convertidores de frecuencia variable, convertidores de frecuencia variable de tensión variable, convertidores de frecuencia, inversores VFD o convertidores de potencia.
Para utilizar un VFD, conéctelo entre la fuente de alimentación y el motor eléctrico. Un VFD de Danfoss se ajusta automáticamente para adaptarse al tipo de motor, con lo que se obtiene el funcionamiento más eficiente. Los resultados que puede esperar de la instalación de VFD incluyen:
La necesidad de conservar la energía es un factor clave en el desarrollo de dispositivos de control de velocidad. Y los VFD proporcionan el método óptimo para controlar la velocidad de los motores eléctricos para adaptarse a la demanda de carga y reducir los costes energéticos. Incluso pequeños cambios en la velocidad del motor producen cambios significativos en el consumo de energía.
Los convertidores también son útiles en
¿Sabía que...
Aunque, en gran medida, son invisibles, pues permanecen ocultos en sótanos y salas eléctricas, los convertidores de frecuencia variable (VFD) desempeñan un papel importante y muy necesario en la vida cotidiana moderna, haciendo que el mundo y nuestra forma de vivir sean más sostenibles.
El VFD se encuentra entre el suministro eléctrico y la carga del motor. Controla la velocidad del motor eléctrico cambiando la frecuencia y la tensión suministradas al motor. La potencia de la fuente de alimentación eléctrica entra en el VFD, que regula la potencia que se suministra al motor. ¿El resultado? Ahorro de energía instantáneo.
Un VFD es un tipo de controlador de motor que impulsa un motor eléctrico variando la frecuencia y la tensión de su fuente de alimentación eléctrica. Los VFD también tienen la capacidad de controlar la aceleración y la desaceleración del motor, respectivamente, durante su arranque o parada.
Aunque el VFD se encargue de controlar la frecuencia y la tensión de la potencia suministrada al motor, a menudo nos referimos a esto como control de velocidad, ya que el resultado final es un ajuste de la velocidad del motor.
Hay muchas razones por las que puede resultar interesante ajustar la velocidad del motor eléctrico.Por ejemplo, para
Los convertidores de velocidad variable actuales integran capacidades de red y diagnóstico para aumentar el rendimiento del control y la productividad. Por lo tanto, la reducción del consumo de energía, el control inteligente del motor y la reducción de la corriente de pico son tres grandes razones para elegir un VFD como controlador en todos los sistemas accionados por motor.
-&-nbsp; ->Un arrancador suave es un dispositivo de estado sólido y proporciona una rampa suave hasta la velocidad máxima durante la puesta en marcha de un motor eléctrico
- Un contactor transversal es un tipo de controlador de motor que aplica la tensión de línea completa a un motor eléctrico
Consulte la cartera de productos de Danfoss Drives si desea más información. Ofrecemos tanto convertidores monofásicos como trifásicos
Obtenga más información sobre los arrancadores suaves de Danfoss Drives
Los VFD reducen su factura eléctrica.
Un convertidor de frecuencia variable puede utilizar el control del VFD para variar la potencia suministrada para adaptarse a las necesidades energéticas de los equipos accionados. De este modo, se ahorra energía o bien se optimiza el consumo de energía.
El convertidor puede reducir drásticamente el consumo de energía en comparación con el funcionamiento directo en línea, con el cual el motor funcionará a la máxima velocidad con independencia de la demanda. Al usar un VFD, el control de velocidad no malgasta potencia (al contrario que la regulación con una válvula reguladora o una compuerta, por ejemplo), sino que ajusta la potencia del motor para que responda exactamente a la demanda efectiva. Al usar un convertidor de velocidad variable, es habitual obtener un ahorro de energía o combustible del 40 %. El efecto de funcionamiento homogéneo significa que el uso de convertidores también reduce las emisiones de óxidos nitrosos (NOx) y la huella de CO2 de los sistemas en los que se instalan.
Caso práctico: Lea cómo los VFD reducen drásticamente el consumo de energía en esta fábrica de Roca Group
Un uso generalizado de los VFD es en la conversión de energía para sistemas híbridos o eléctricos que utilizan almacenamiento de energía. El crecimiento de la electrificación significa que los convertidores de frecuencia están en alta demanda en el mar y en tierra, para carga rápida, redes de CC, electrólisis en Power-to-X, redes inteligentes, almacenamiento de energía y más. Explore la amplia gama de aplicaciones de la conversión de energía:
Existen muchos tipos distintos de convertidores disponibles, todos ellos ampliamente utilizados en la industria. Tanto los convertidores monofásicos como los trifásicos han evolucionado para adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones. Las diferencias en los tipos de convertidores incluyen los métodos utilizados para el control de frecuencia y tensión, y las formas en que los convertidores mitigan la distorsión armónica.
Más información sobre las soluciones de mitigación de armónicos de Danfoss Drives
Las tres principales técnicas de frecuencia variable utilizadas en los convertidores se denominan modulación de anchura de pulsos (PWM), inversor de la fuente de intensidad e inversor de la fuente de tensión. La técnica de PWM es la más habitual. Requiere encender y apagar los dispositivos de energía del inversor del VFD (transistores o transistores bipolares de puerta aislada [IGBT]), muchas veces para generar los niveles de tensión cuadrática media (RMS) adecuados. Controlar y variar la anchura de los impulsos es la forma en que la PWM varía la frecuencia de salida y la tensión de salida para lograr el control del VFD.
Consulte los artículos de conocimiento sobre convertidores de frecuencia para obtener más información sobre cómo optimizar la eficiencia del sistema con VFD
Las facturas de energía son el mayor coste después de los salarios en muchas empresas industriales. Puede reducir su factura energética entre un 20 y un 60 % instalando convertidores de frecuencia en las siguientes aplicaciones:
«Si todos los ventiladores y bombas del mundo estuvieran equipados con VFD, el ahorro sería igual a toda la capacidad de generación de energía de la UE. El uso de convertidores de frecuencia permitiría reducir las emisiones de GEI en un 40 % para el año 2040». Fuente: Informe global de OMDIACOP26
Un control deficiente u obsoleto de las cargas del convertidor, como ventiladores, bombas, transportadores y compresores, es una fuente importante de energía desperdiciada. Muchas aplicaciones de ventiladores, bombas y compresores siguen funcionando en línea directa (DOL) y a toda velocidad. Incluso los equipos nuevos se construyen para funcionar a velocidad fija y máxima. En 2023, se instaló más del 74 % de los nuevos equipos DOL, por lo que aún hay mucho margen para mejorar la eficiencia energética.
Normalmente, puede esperar ahorrar entre un 20 y un 60 % en la factura energética especificando que todos los ventiladores, bombas y enfriadores estén equipados con VFD. Para cada carga individual del motor eléctrico, el ahorro eléctrico debido al control del VFD puede ser de hasta el 80 %.
Al aplicar el control de velocidad variable a ventiladores y bombas, normalmente puede lograr un ahorro energético del 40 %. Esto se define mediante la curva de par variable. Para ventiladores y bombas, una reducción del 20 % en la velocidad del motor da como resultado un ahorro energético del 50 %.
Descubra el ahorro energético logrado mediante el control del ventilador en las unidades de tratamiento del aire (AHU), en esta fábrica de Illinois (EE. UU.)
Los VFD también desempeñan un papel crucial en aplicaciones industriales como grúas y transportadores. En estas aplicaciones, la optimización del proceso y el control preciso de la velocidad y la posición son las razones principales para utilizar los VFD. Por ejemplo, el VFD ofrece monitorización de estado integrada y funcionalidad antibalanceo. Para los transportadores, el VFD está equipado con un control de posicionamiento integrado de alta precisión como alternativa a las soluciones servo. La monitorización de estado integrada en VFD (CBM) con un servicio de monitorización remota no solo funcionan de forma conjunta para mejorar la fiabilidad, sino que también crean nuevas ventajas en términos de visualización y registro. Aunque los VFD pueden ayudar adicionalmente a ahorrar energía, es poco probable que el ahorro para transportadores y grúas alcance el 40 % que logran los ventiladores y bombas.
Obtenga más información sobre el valor de los VFD en aplicaciones de grúas industriales y transportadores
En la propulsión marina, los motores eléctricos y los VFD están sustituyendo rápidamente a los motores diésel y los sistemas mecánicos. Sin VFD, sería imposible controlar la velocidad y la dirección de un buque. Además de optimizar la eficiencia energética, los VFD ofrecen otras ventajas en aplicaciones marinas. Entre las ventajas se incluyen la seguridad funcional integrada, la fácil integración en los sistemas del buque, el control compacto en espacios limitados debajo de la cubierta y la mejora de la calidad de la energía a bordo.
Muchos barcos siguen utilizando generadores diésel para producir electricidad. Sin embargo, los transbordadores totalmente eléctricos son cada vez más comunes.
Explore nuestros casos prácticos marinos para saber cómo el control de frecuencia variable y la conversión de energía optimizan el rendimiento del buque y reducen las emisiones, a bordo y en tierra.
¿Sabía que el 26 % de los motores de CA instalados actualmente están equipados con VFD? Y el 75 % de estos motores accionan cargas de par variable (ventiladores, bombas y compresores). El control de cargas de par variable tiene el potencial de ahorrar más energía en una planta industrial. Invertir en tecnología de convertidor de frecuencia variable (VFD) para controlar estas aplicaciones, junto con la obtención de posibles descuentos en servicios públicos, es una de las formas más rápidas de reducir sus facturas de energía y descarbonizar su planta.
Fuente: Informe global de OMDIA COP26
Descubra nuestras series: Explicación de la descarbonización
Europa ha subido el listón del rendimiento de los motores, con una clasificación mínima IE4 obligatoria para los motores nominales de 0,75 a 375 kW, a partir de julio de 2023. Sin embargo, la actualización de un motor DOL de IE1, IE2 o IE3 a IE4 puede aumentar la energía utilizada en un ventilador o una bomba, debido a un mayor deslizamiento. Por lo tanto, recomendamos instalar un VFD en estas actualizaciones del motor para garantizar el éxito en la reducción del consumo de energía del sistema.
Fuente: MEPS de la UE, Reglamentos de diseño ecológico de Europa
¿Sabía que el 95 % de los motores eléctricos están sobredimensionados o dimensionados para la situación de carga pico? Muchos sistemas existentes siguen funcionando con restricciones mecánicas (válvulas o amortiguadores) para adaptar el sobredimensionamiento a la carga parcial. Los VFD pueden sustituir al control de válvulas para ahorrar una cantidad sorprendente de costes de funcionamiento del motor o de la carga del convertidor. Y, al mismo tiempo, puede reducir el dimensionamiento de su motor eléctrico.
Cuando se invierte en un VFD, el retorno de la inversión habitual es de tan solo 6-12 meses. Ejemplo: Una bomba de 7,5 kW que funciona 8000 horas al año consume electricidad que cuesta 6000 € al año, sobre la base de una carga de electricidad de 10 céntimos por kWh.
La diferencia entre Danfoss y otros fabricantes de convertidores de frecuencia es que Danfoss es líder mundial en el mercado de VFD y se especializa exclusivamente en convertidores de frecuencia. Nos centramos en crear el VFD perfecto para sus necesidades y ofrecemos millones de variantes. La amplia gama de variantes de VFD está diseñada para adaptarse a cualquier necesidad de control del motor eléctrico de CA, desde sofisticados convertidores premium con inteligencia de monitorización de estado integrada hasta sencillos arrancadores suaves para una protección básica. Los convertidores de frecuencia de Danfoss optimizan los sistemas de motores eléctricos que funcionan con cualquier tipo de motor habitual, como:
Danfoss le ofrece la libertad de combinar cualquier motor y convertidor de frecuencia y, a continuación, optimizarlos para obtener el máximo rendimiento. No está restringido por los paquetes de motores de accionamiento definidos por el proveedor. Muchos factores más allá de la clase de eficiencia influyen en la mejor elección de la combinación motor-VFD. Estos factores incluyen la logística, la disponibilidad y, lo que es más importante, el retorno de la inversión. Le ofrecemos los mejores componentes posibles y una flexibilidad total para que pueda ajustar con precisión el rendimiento del sistema para que se adapte exactamente a su aplicación. Un aspecto importante de esta flexibilidad es la capacidad de utilizar sus convertidores con todas las tecnologías de motores habituales, ya que los convertidores de Danfoss están diseñados para una compatibilidad total. Esto permite un ahorro significativo en piezas de repuesto y en situaciones de reequipamiento. El mismo VFD puede accionar muchos motores diferentes durante la vida útil del sistema.
A la hora de elegir un proveedor de VFD, es aconsejable tener en cuenta los siguientes factores, que influyen en el coste total de funcionamiento:
Para optimizar el ahorro, tenga en cuenta la eficiencia de carga parcial. Es importante tener en cuenta que las clases de eficiencia de los motores y del controlador del motor están relacionadas con su punto nominal. Las clases de rendimiento no tienen en cuenta los rendimientos de carga parcial, aunque representan la mayor parte del tiempo de funcionamiento del motor.
Cuando trabaje con Danfoss, recibirá un convertidor de frecuencia de primera calidad, adaptado a sus necesidades exactas. El diseño para el montaje automatizado (DFAA), los métodos de fabricación inteligentes y la prueba de cada convertidor único antes de salir de fábrica garantizan que reciba un producto fiable en cada entrega.
Nuestros expertos se centran en todos los detalles posibles de la optimización del convertidor, y están siempre al tanto de las últimas tecnologías. Con frecuencia, somos nosotros mismos los que concebimos los últimos avances. Al trabajar con Danfoss, obtiene mucho más que el propio convertidor de frecuencia. Además, tendrá acceso a todos nuestros conocimientos técnicos sobre las aplicaciones y a una amplia gama de servicios de mantenimiento para hacer que sus sistemas funcionen a la perfección durante todo su ciclo de vida útil.