Elegir un variador de frecuencia para su aplicación VFD en 2025 requiere una cuidadosa consideración de aspectos técnicos y ambientales. Debe adaptar el variador al tipo de motor. También necesita conocer su perfil de carga . Asegúrese de que el variador sea compatible con su aplicación.
Los ingenieros a menudo se enfrentan a problemas como:
Estudio de perfiles de carga para par constante o cambiante
Elegir recintos que protejan del polvo, el agua y el calor.
Decidir si necesita un control de velocidad simple o controles más complejos
Manejo de la distorsión armónica y daños en el motor
Puede elegir un variador de frecuencia siguiendo pasos claros. El conocimiento de Canroon le ayuda a tomar decisiones seguras y acertadas para cualquier aplicación de VFD.
Conclusiones clave
Asegúrese siempre de que su VFD coincida con el tipo de motor . Compruebe también el voltaje y el amperaje a plena carga. Esto ayuda a que su sistema funcione correctamente y de forma segura.
Conozca su tipo de carga y ciclo de trabajo. Elija un variador de frecuencia (VFD) que pueda manejar el par adecuado. Asegúrese de que pueda soportar la sobrecarga necesaria para su trabajo.
Considere factores como la temperatura y la altitud. Revise también la protección de la carcasa. Esto ayuda a mantener su VFD seguro y funcionando correctamente.
Utilice los cables y filtros adecuados. Protegen el motor de picos de tensión y ruido eléctrico. Esto es fundamental con tramos de cable largos.
Utilice las nuevas funciones de los variadores de frecuencia (VFD), como el control remoto y los protocolos de comunicación. Pruebe herramientas de software para optimizar el control y el mantenimiento del sistema.
Motor y carga
Tipo de motor
Es importante saber qué tipo de motor tiene antes de elegir un variador de frecuencia . La mayoría de los VFD funcionan mejor con ciertos tipos de motores. Estos son los motores más comunes que se utilizan con VFD en la industria:
Los motores de inducción son la opción más popular. Son robustos, eficientes y funcionan bien con variadores de frecuencia (VFD). Muchos están etiquetados como aptos para inversor o VFD. Esto significa que pueden soportar la tensión eléctrica del VFD.
Los motores síncronos, incluidos los de imanes permanentes (PMSM) , ofrecen un mejor control y una mayor eficiencia. Estos motores son ideales cuando se necesita una velocidad constante.
Los servomotores son buenos para trabajos que necesitan un movimiento o posicionamiento muy preciso.
Los motores especiales y los motores más antiguos fabricados antes de las normas energéticas (pre-EPAct) también pueden usar VFD para mejorar su funcionamiento.
Consejo: Compruebe siempre si su motor es apto para inversor . Esto ayuda a prevenir daños causados por los picos de alta tensión que pueden generar los VFD.
Amperaje de carga completa
El amperaje a plena carga (APC) indica la corriente que consume el motor al funcionar a plena potencia. Debe ajustar el VFD a este valor. El VFD debe tener una corriente de salida superior al APC del motor. Esto ayuda al VFD a gestionar el funcionamiento normal y las sobrecargas breves.
Utilice siempre la corriente de funcionamiento real, no solo la clasificación de la placa de identificación, para dimensionar su VFD.
Para motores de torque constante, elija un VFD según la corriente nominal.
Si su tipo de aplicación tiene ráfagas cortas de carga alta, elija un VFD con una corriente de salida máxima más alta.
Por ejemplo, si tiene un motor de 10 hp con una corriente de carga completa (FLA) de 15 A , seleccione un variador de frecuencia con una corriente de salida de al menos 17 A. Si prevé sobrecargas, elija uno con mayor capacidad.
Nota: El enfriamiento, la altitud y la temperatura también pueden afectar su elección, pero la clasificación actual es el factor más importante.
Voltaje y fase
Debe hacer coincidir el voltaje y la fase de su motor y VFD. La mayoría de los motores y VFD industriales utilizan alimentación trifásica. Los voltajes comunes en EE. UU. son 208, 230 o 460 voltios de CA.
Para motores de hasta 3 caballos de fuerza (aproximadamente 10 amperios FLA), puede utilizar VFD de entrada monofásica.
Para motores de más de 3 caballos de fuerza, utilice variadores de frecuencia (VFD) de entrada trifásica. Si solo tiene alimentación monofásica, debe reducir la potencia del VFD. Esto significa elegir un VFD con el doble de capacidad de carga a plena carga (FLA) del motor.
Ejemplo: si tiene un motor de 10 hp con 28 A FLA y entrada monofásica, elija un VFD clasificado para al menos 56 A (aproximadamente 20 hp).
Consejo: Compruebe siempre el voltaje y la fase antes de comprar su VFD. Esto evita errores de cableado y mantiene su sistema seguro.
Tipo de carga
El tipo de carga indica el par que necesita el motor a diferentes velocidades. Esto influye en el variador de frecuencia (VFD) que debe elegir. A continuación, se muestra una tabla para ayudarle a comprender los principales tipos de carga :
Si utiliza un motor de inducción de CA para un ventilador o una bomba, tendrá una carga de par variable. Para una cinta transportadora o una trituradora, tendrá una carga de par constante. Cada tipo de carga requiere una configuración diferente del variador de frecuencia (VFD) para funcionar de forma segura y eficiente.
Dimensionamiento de VFD
Calificación actual
Al dimensionar un variador de frecuencia , comience siempre con la corriente nominal del motor . Este valor se encuentra en la placa de características del motor como amperaje a plena carga (FLA). No utilice solo la potencia. La corriente nominal indica la cantidad de electricidad que necesita el motor cuando funciona a plena potencia. Si elige un variador de frecuencia que no pueda manejar esta corriente, el sistema podría fallar.
Verifique el FLA en la placa de identificación de su motor.
Agregue cualquier corriente adicional necesaria para sobrecargas breves.
Asegúrese de que la corriente nominal de salida del VFD sea mayor que la FLA de su motor.
Consejo: Asegúrese de que el rango de voltaje del VFD coincida siempre con el voltaje del motor. Esto ayuda a evitar errores de cableado y a mantener la seguridad del equipo.
A continuación se muestra un proceso simple que puede seguir para dimensionar los variadores de frecuencia según los estándares de la industria:
Calcula el torque necesario para mover tu carga.
Encuentra el momento de inercia de tu máquina.
Identifique cómo funciona su máquina, incluidos los tiempos de inicio y parada.
Elija un motor que satisfaga estas necesidades.
Calcular el par para la aceleración, la velocidad constante y la desaceleración.
Asegúrese de que la corriente equivalente del motor se mantenga por debajo de su corriente nominal.
Decide si necesitas una resistencia de freno para frenar rápidamente.
Capacidad de sobrecarga
Debe verificar si su VFD puede manejar corriente adicional durante trabajos exigentes. Muchas aplicaciones, como cintas transportadoras o grúas, necesitan más par durante un breve periodo. La mayoría de los VFD pueden manejar el 150 % de su corriente nominal hasta por un minuto . Si su trabajo requiere aún más, debería elegir un VFD más grande.
Para cargas de par constante, como transportadores , seleccione un variador de frecuencia (VFD) con al menos un 150 % de capacidad de sobrecarga durante un minuto . Para cargas de par variable, como ventiladores o bombas, una capacidad de sobrecarga inferior, de aproximadamente el 120 % durante un minuto, suele ser suficiente. Consulte siempre las especificaciones del variador para confirmar estos valores.
Nota: Si su aplicación suele necesitar una sobrecarga superior al 150 %, podría ser necesario sobredimensionar su VFD. Este paso protege su sistema y garantiza su correcto funcionamiento.
Ciclo de trabajo
El ciclo de trabajo se refiere a la frecuencia y duración del funcionamiento del motor. Algunos motores funcionan todo el día, mientras que otros arrancan y se detienen muchas veces. Es necesario conocer su ciclo de trabajo para elegir el variador de frecuencia adecuado.
Si su motor funciona sin parar, elija un VFD que pueda manejar corriente continua.
Si su motor arranca y se detiene con frecuencia, asegúrese de que el VFD pueda soportar el calor y el estrés adicionales.
Para cargas cortas y pesadas, verifique si el VFD puede soportar alta corriente durante períodos cortos.
Una buena correspondencia entre su ciclo de trabajo y su VFD mantiene la seguridad de su sistema y mejora la eficiencia. Consulte siempre las tablas del fabricante para conocer los valores nominales del ciclo de trabajo.
Aceleración y desaceleración
Los ajustes de aceleración y desaceleración controlan la velocidad con la que el motor acelera o desacelera. Si estos tiempos son demasiado cortos, puede causar tensión y desgaste en la máquina. La mayoría de los variadores de frecuencia (VFD) permiten ajustar los tiempos de rampa según sus necesidades.
Los tiempos de rampa típicos para los cambios de velocidad son de 3 a 5 segundos .
Para las cintas transportadoras, puede utilizar una rampa de 1 segundo para arranques y paradas rápidos .
El uso de una rampa de “curva en S” ayuda a evitar tirones y mantiene la carga estable.
Los tiempos de rampa rápidos pueden provocar corriente alta y calor, por lo que siempre verifique los límites de su sistema.
Consejo: Ajuste los tiempos de aceleración y desaceleración para que coincidan con su proceso. Este paso ayuda a prevenir daños y mantiene el sistema funcionando sin problemas.
Un variador de frecuencia (VFD) bien dimensionado con la configuración de rampa correcta protegerá su equipo y optimizará su proceso. Tenga siempre en cuenta los límites mecánicos y eléctricos de su sistema al configurar estos valores.
Aplicación de variador de frecuencia
Rango de velocidad
Necesita saber qué tan rápido o lento debe funcionar su motor. Los variadores de frecuencia modernos permiten que los motores funcionen desde casi parados hasta muy rápido. Puede comenzar desde casi 0 Hz y llegar hasta 400 Hz . Este amplio rango le permite controlar la velocidad para muchos trabajos. La mayoría de las bombas solo necesitan cambiar la velocidad del 20% al 100% de lo normal. Algunas máquinas, como los laminadores, pueden ir dos o tres veces más rápido de lo normal. Pero debe verificar si el motor puede manejar esto. Si usa debilitamiento de campo, puede hacer que el motor vaya un 130-150% más rápido de lo normal . Pero el torque disminuirá cuando haga esto. Siempre asegúrese de que el rango de velocidad coincida con lo que necesita su trabajo.
Necesidades de torque
Debe adaptar el par que necesita su trabajo al variador adecuado. En trabajos con par constante, como cintas transportadoras o algunas bombas, el par se mantiene constante incluso si cambia la velocidad. El variador debe proporcionar alta corriente a baja velocidad para estos trabajos. En trabajos con par variable, como ventiladores o algunas bombas, el par disminuye al disminuir la velocidad. Esto ahorra energía y prolonga la vida útil del sistema. La siguiente tabla muestra cómo varían el par y la potencia para cada tipo de trabajo :
En el caso de las bombas, puede ahorrar mucha energía adaptando el variador a sus necesidades de par. Usar el variador adecuado para ventiladores y bombas le ayuda a evitar elegir uno demasiado grande y a mantener el sistema en buen funcionamiento.
Tipo de unidad
Debe elegir el tipo de variador adecuado para su trabajo. La mayoría de los variadores de frecuencia utilizan un diseño de inversor de fuente de voltaje . Estos variadores son ideales para casi cualquier trabajo, desde bombas pequeñas hasta motores grandes. Ofrecen una respuesta rápida y un buen control del voltaje. Algunos sistemas grandes utilizan variadores de frecuencia con inversor de fuente de corriente. Son ideales para trabajos especiales que requieren una forma de onda suave o una corriente muy alta. Para la mayoría de las bombas, los variadores de frecuencia con inversor de fuente de voltaje son la mejor opción. Canroon ofrece ambos tipos , para que pueda elegir el que mejor se adapte a sus necesidades.
Si no está seguro de qué tipo de transmisión es la más adecuada para su trabajo, consulte con un experto de Canroon. Ellos le ayudarán a elegir la mejor transmisión para su bomba o cualquier otro trabajo.
Medio ambiente e instalación
Temperatura y altitud
Debe comprobar la temperatura y la altitud antes de instalar el VFD . La mayoría de los VFD funcionan mejor si la temperatura del aire es inferior a 40 °C . Si la temperatura sube, el VFD puede calentarse demasiado y averiarse más rápidamente. Los ventiladores o una buena circulación de aire ayudan a mantener el VFD frío. En lugares sucios, podría necesitar una caja sellada con aire acondicionado para proteger el variador.
La altitud también es importante. La mayoría de los VFD funcionan bien por debajo de los 1000 metros de altura. Si se instala un VFD a mayor altitud, el aire se enrarece. El aire enrarecido no enfría tan bien, por lo que podría necesitar refrigeración adicional o un variador de frecuencia más grande. Los VFD refrigerados por líquido funcionan mejor que los refrigerados por aire en lugares elevados. Consulte siempre el manual para conocer las normas especiales sobre temperatura y altitud.
Consejo: Mantener su VFD a la temperatura y altitud adecuadas ayuda a que dure más y se mantenga seguro.
Clasificación del gabinete
Debe elegir la caja adecuada para proteger su VFD del polvo, el agua y otros peligros. Las empresas utilizan los números IP y NEMA para indicar el nivel de protección que ofrece una caja. Cuanto mayor sea el número, mayor será la protección.
Los números IP como IP54, IP65 e IP67 también indican la resistencia de la caja al polvo y al agua. Para exteriores o entornos difíciles, elija un número más alto para mantener su VFD seguro.
Contaminantes
Los contaminantes pueden dañar su variador de frecuencia (VFD) y reducir su vida útil. Debe proteger su variador de estos problemas comunes:
El polvo y los residuos bloquean el aire y hacen que el VFD se caliente demasiado o provoquen cortocircuitos.
La humedad provoca oxidación y problemas eléctricos.
Los gases o productos químicos corrosivos dañan las piezas internas.
Los extremos de temperatura ejercen presión sobre el VFD y lo hacen menos eficiente.
La vibración suelta cables y rompe piezas pequeñas.
Nota: Use filtros de aire, cajas con climatizador y soportes antivibración para proteger su VFD . Limpie y revise su sistema con frecuencia para garantizar su correcto funcionamiento.
Control e Integración
Local vs. Remoto
Hay dos formas principales de usar un VFD . Una es el control local, que consiste en presionar botones o accionar interruptores directamente en el VFD . El control local es ideal para trabajos sencillos o para probar cosas. La otra es el control remoto, que permite usar un panel, un PLC o una computadora a distancia. El control remoto permite operar varios VFD a la vez o supervisarlos de forma segura. La mayoría de los VFD tienen conectores para señales digitales y analógicas, lo que permite enviar comandos o señales de seguridad. Elija el estilo de control que mejor se adapte a su trabajo.
Protocolos de comunicación
Los variadores de frecuencia (VFD) actuales pueden utilizar numerosos protocolos de comunicación. Estos permiten que su VFD se comunique con otras máquinas de su edificio o fábrica. A continuación, se presentan algunos de los más comunes:
Modbus : simple y funciona con muchos sistemas.
Profibus : rápido y bueno para trabajos en tiempo real.
EtherNet/IP : utiliza Ethernet para compartir datos rápidamente.
DeviceNet : confiable y fácil para configuraciones de fábrica.
CANopen : Ideal para trabajar en tiempo real en fábricas.
OPC UA : conecta diferentes dispositivos y comparte datos.
HART : Mezcla lo analógico y lo digital para una conversación inteligente.
CC-Link : Se utiliza en fábricas asiáticas para un control rápido.
Estos protocolos permiten que su VFD se conecte a PLC , sensores y otros variadores. Con estas opciones, puede construir sistemas de automatización robustos y flexibles.
Soporte de software
El soporte de software facilita enormemente el uso de un VFD . Muchos VFD incluyen herramientas especiales para su configuración y programación. Algunas herramientas se denominan DriveTools™ o Connected Components Workbench. Puede usar Bluetooth o la conexión inalámbrica para configurar su VFD sin tocarlo. Esto le garantiza seguridad y le ahorra tiempo. Algunos VFD permiten descargar configuraciones y registros para obtener ayuda. También pueden recopilar datos de los sensores y enviarlos a su sistema de control . Las alertas en tiempo real le ayudan a detectar problemas antes de que se produzcan. Muchos VFD ahora son compatibles con la Industria 4.0, lo que le permite conectarse a la nube para un mantenimiento inteligente y un mejor control del sistema.
Consejo: Elija un VFD con buen soporte de software. Esto hará que su sistema sea más fácil de usar y más confiable.
Consideraciones especiales
Armonía
Al usar un variador de frecuencia con una bomba, se generan armónicos en la alimentación. Estos armónicos pueden provocar sobrecalentamiento y rotura de componentes. También pueden causar problemas en otras máquinas. Debe mantener bajos los armónicos, especialmente si usa varios variadores simultáneamente. Hay dos maneras principales de reducirlos . Primero, elija variadores que ya cuenten con mitigación de armónicos. Segundo, utilice filtros activos de corrección del factor de potencia (PFC) para todo el sistema. También debe seguir las normas IEEE 519 , que establecen límites para los armónicos. Para bombas grandes o trabajos exigentes, podría necesitar variadores de 12 o 18 pulsos, reactores de línea o filtros activos . Estas herramientas ayudan a mantener su sistema seguro y funcionando correctamente.
Consejo: Compruebe siempre si hay armónicos después de instalar variadores nuevos. Esto le ayudará a prevenir problemas antes de que le cuesten dinero.
Longitud del cable
La longitud del cable entre el variador de frecuencia (VFD) y el motor de la bomba es importante. Los cables largos pueden generar picos de tensión que dañan el aislamiento y rompen los motores. En trabajos de bombeo, es posible que necesite cables largos. Utilice cables con un aislamiento resistente y una protección con conexión a tierra para evitar interferencias. Si su cable tiene una longitud de hasta 30 metros, los filtros dV/dt son una buena opción . Para cables más largos, utilice filtros de onda sinusoidal. Elija siempre cables que puedan soportar al menos el 125 % de la corriente a plena carga de la bomba . Mantenga los cables del motor alejados de los cables de control para evitar ruidos. Un buen diseño del cable garantiza la seguridad y el buen funcionamiento de la bomba.
Múltiples motores
A veces es necesario operar más de una bomba con un solo VFD . Esto ahorra espacio y dinero, especialmente en el caso de las bombas. Debe dimensionar el VFD para el amperaje a plena carga de todas las bombas, más un 20 % adicional . Asegúrese de que todas las bombas utilicen el mismo voltaje y frecuencia. Conecte cada bomba a los terminales correctos y utilice cables con aislamiento XLPE . Asigne a cada bomba su propia protección contra sobrecargas. El VFD no puede detectar si una bomba tiene un problema, por lo que esto es muy importante. No arranque ni pare las bombas desde la línea mientras el VFD esté funcionando. Esta configuración funciona mejor para bombas que no requieren una sincronización exacta de la velocidad.
Nota: Para bombas grandes o importantes, considere instalar un variador de frecuencia (VFD) más grande o usar motores con inversor. Esto ayuda a mantener la seguridad del sistema y prolonga su vida útil.
Lista de verificación
Paso a paso
A continuación se muestra una lista de verificación sencilla para ayudarlo a elegir el mejor variador de frecuencia para su trabajo:
Compruebe la placa de identificación del motor
Revise la placa de características de su motor. Determine el amperaje a plena carga (FLA) y el voltaje. Asegúrese de que su variador admita estos valores o más.Confirmar voltaje de entrada
Verifique el voltaje de la fuente de alimentación. Asegúrese de que coincida con el voltaje de entrada del variador. La mayoría de los variadores usan entre 380 V y 480 V CA.Identificar el tipo de aplicación
Determine si su trabajo requiere par variable, como ventiladores o bombas, o par constante, como cintas transportadoras. Elija un variador que se adapte a su tipo de carga.Revisar la capacidad de sobrecarga
Asegúrese de que su disco duro pueda soportar una sobrecarga del 150 % durante 60 segundos . Si su trabajo requiere más, elija un disco duro más grande.Considere el medio ambiente
Comprueba la temperatura y la altitud donde usarás la unidad. Las unidades funcionan mejor por debajo de los 40 °C y los 1000 metros. Si la temperatura es superior o la altitud es mayor, consigue una unidad más grande o añade refrigeración.Seleccionar método de control
Utilice el control V/f para trabajos sencillos. Utilice el control vectorial si necesita mayor velocidad o par.Compruebe la longitud del cable y los filtros
Si sus cables son largos, utilice filtros dV/dt o de onda sinusoidal. Estos filtros ayudan a proteger el motor.Revisar la calificación del gabinete
Elija una caja que mantenga alejados el polvo, el agua y los productos químicos.
Errores comunes que se deben evitar:
No pensar en la longitud del cable ni en el uso de filtros
Omitir la configuración de sobrecarga
No coincide el voltaje y la fase
Olvidar comprobar la temperatura o la altitud
Ayuda de expertos
Solicite ayuda a un experto en VFD si:
En su trabajo hay zonas muy frías, calientes, altas o inestables.
Necesita que el variador funcione con muchos voltajes o frecuencias.
Tienes un motor grande o necesitas controles especiales.
Quiere funciones como prevención de bloqueo o reinicio automático .
Su equipo no sabe mucho sobre VFD.
Quiere ahorrar energía, hacer que las cosas duren más o trabajar en lugares especiales.
Los expertos de Canroon pueden ayudarle a solucionar problemas complejos y a probar ideas. Pueden ayudarle a elegir la unidad adecuada y mostrarle opciones personalizadas o robustas. Esto garantiza que su sistema funcione correctamente y de forma segura.
Para seleccionar el VFD correcto es necesario comprobar varios factores clave:
Revise las necesidades de velocidad, torque y control de su aplicación.
Confirmar la fuente de alimentación de entrada y gestionar los armónicos .
Elija funciones de seguridad, ahorro de energía y fácil control.
Usar un variador de frecuencia (VFD) personalizado puede ayudarle a ahorrar energía, prolongar la vida útil de sus equipos y mejorar el rendimiento del sistema . Revise la lista de verificación antes de comprar. Si necesita ayuda, contacte con los expertos de Canroon para encontrar la mejor solución.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la función principal de un VFD?
Un variador de frecuencia (VFD) cambia la velocidad de su motor. Puede usarlo para ahorrar energía, controlar la velocidad de movimiento y proteger su equipo de daños.
¿Puedo utilizar cualquier motor con un VFD?
Debe utilizar motores con clasificación VFD o de servicio con inversor. Estos motores soportan la tensión eléctrica de un VFD. Usar un motor inadecuado puede causar sobrecalentamiento o daños.
¿Cómo sé si mi VFD es lo suficientemente grande?
Verifique el amperaje a plena carga (APC) de su motor. Elija un variador de frecuencia (VFD) con una corriente nominal superior a la APC de su motor. Siempre añada capacidad adicional para sobrecargas breves.
¿Necesito cables especiales para mi VFD?
Sí. Utilice cables blindados con un aislamiento resistente. Estos cables ayudan a eliminar el ruido eléctrico y protegen el motor de picos de tensión, especialmente si tiene tramos largos de cable.
¿Qué debo hacer si mi VFD muestra un código de falla?
Primero, lea el código en el manual de su VFD . La mayoría de los códigos indican problemas como sobrecalentamiento, sobrecarga o cableado. Solucione el problema y luego reinicie el VFD.
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