Los componentes principales que constituyen un VFD:
Rectificador
El rectificador es el responsable de convertir la alimentación de CA entrante en alimentación de CC. Compuesto normalmente por un circuito rectificador en puente, permite el flujo de corriente en una sola dirección, rectificando la forma de onda sinusoidal de la alimentación de CA y produciendo una tensión de Corriente Continua.
Bus de CC / CD
El bus de CC su función principal es suavizar la tensión continua pulsante generada por el rectificador, produciendo así una tensión continua estable. Este componente a menudo incorpora condensadores para minimizar el rizado de tensión y proporcionar capacidades de almacenamiento de energía. Los condensadores del bus de CC desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de un nivel de tensión de CC constante.
Inversor
El inversor convierte la tensión continua del bus de CC en una tensión alterna de frecuencia y tensión variables. Está formado comúnmente por transistores bipolares de puerta aislada (IGBT) que activan y desactivan a altas frecuencias, generando una forma de onda modulada por ancho de pulsos (PWM). El circuito inversor ajusta la anchura de los pulsos para controlar la tensión y la frecuencia de salida, permitiendo un control preciso de la velocidad del motor.
Circuito de control
Se compone de un microprocesador o microcontrolador, junto con varios sensores y dispositivos de retroalimentación. El circuito de control recibe entradas y órdenes del usuario, supervisa la velocidad y el rendimiento del motor y ajusta la frecuencia y la tensión de salida en consecuencia. Además, incorpora funciones de seguridad, mecanismos de detección de fallas e interfaces de comunicación con sistemas externos.
Protecciones:
Protección contra sobrecorriente: Los variadores de frecuencia emplean mecanismos de protección contra sobrecorriente para detectar y responder a niveles de corriente excesivos, evitando daños al motor y a los componentes del variador. Para ello se suelen utilizar relés de sobreintensidad o sensores de corriente.
Protección contra sobretensión y baja tensión: La protección contra variaciones de tensión es crucial para garantizar la seguridad y fiabilidad del sistema VFD. Los dispositivos de protección contra sobretensión evitan que el VFD funcione en condiciones de tensión excesiva, mientras que los dispositivos de protección contra baja tensión protegen contra caídas de tensión por debajo del límite especificado.
Protección contra sobre temperatura: Los variadores de frecuencia incorporan sensores de temperatura para controlar la temperatura de los componentes críticos, como el variador y el motor. Si la temperatura supera un umbral de seguridad, el variador de frecuencia activa medidas de protección, como la reducción de la frecuencia de salida o la desconexión del sistema para evitar daños.
Protección contra cortocircuitos: En caso de cortocircuito, el VFD debe detectar y responder rápidamente para proteger el motor y los componentes del variador. Los dispositivos de protección contra cortocircuitos, como fusibles o interruptores, se emplean para interrumpir el flujo de corriente y aislar el fallo.
