¿Cuál es la diferencia entre los diferentes modos de control de un inversor de bajo voltaje?

¡Hola! Como proveedor de inversores de bajo voltaje, a menudo me preguntan sobre las diferencias entre los distintos modos de control de estos inversores. Así que pensé en tomarme un momento para desglosarlo en un inglés sencillo.

En primer lugar, hablemos de qué es un inversor de bajo voltaje. En términos simples, es un dispositivo que convierte corriente continua (DC) en corriente alterna (AC). Esto es muy útil en muchas aplicaciones, como sistemas de energía solar, donde la energía recolectada de los paneles solares está en forma de CC pero la mayoría de nuestros electrodomésticos funcionan con CA.

Ahora, pasemos a los diferentes modos de control. Existen principalmente tres modos de control comunes para inversores de bajo voltaje: control escalar, control vectorial y control directo de par (DTC).

Control escalar

El control escalar es como el modo de funcionamiento básico de los inversores de bajo voltaje. Es bastante sencillo y fácil de entender. En el control escalar, el inversor controla el voltaje y la frecuencia de la potencia de CA de salida basándose en una relación simple. La idea clave aquí es mantener una relación constante entre voltaje y frecuencia (V/F).

Este modo de control es ideal para aplicaciones en las que no se necesita un control de velocidad o par súper preciso. Por ejemplo, en un simple ventilador o bomba, el control escalar puede hacer el trabajo perfectamente. No es necesario que el ventilador o la bomba funcionen a una velocidad muy específica todo el tiempo y el control escalar puede proporcionar una operación estable y eficiente.

Una de las grandes ventajas del control escalar es su simplicidad. No requiere muchos cálculos complejos ni sensores, lo que significa que su implementación es relativamente económica. Sin embargo, también tiene sus limitaciones. Dado que es un modo de control más básico, no puede proporcionar un control muy preciso de la velocidad y el par. Si necesita una operación de alta precisión, es posible que el control escalar no sea la mejor opción.

Control de vectores

El control vectorial, por otro lado, es un modo de control más avanzado. Está diseñado para proporcionar un control mucho más preciso de la velocidad y el par del motor. En el control vectorial, el inversor trata el campo magnético del motor como un vector y controla los componentes de este vector por separado.

Hay dos tipos principales de control vectorial: control orientado a campos (FOC) y control vectorial directo. El control orientado a campos es el tipo más común. Se trata de transformar las corrientes alternas trifásicas del motor en dos componentes ortogonales: una para el campo magnético (flujo) y otra para el par. Al controlar estos dos componentes de forma independiente, el inversor puede lograr un control muy preciso de la velocidad y el par del motor.

El control vectorial se utiliza ampliamente en aplicaciones donde se requiere un control de alta precisión. Por ejemplo, en robots industriales, máquinas herramienta y vehículos eléctricos. En estas aplicaciones, la capacidad de controlar la velocidad y el par con precisión es crucial para el correcto funcionamiento del equipo.

La desventaja del control vectorial es que es más complejo y costoso que el control escalar. Requiere sensores y algoritmos más avanzados para implementar. Pero si necesita ese alto nivel de precisión, el costo adicional generalmente vale la pena.

Control de par directo (DTC)

El control directo del par es otro modo de control avanzado que está ganando popularidad. DTC controla directamente el par y el flujo del motor sin la necesidad de transformaciones de coordenadas complejas como en el control vectorial.

En DTC, el inversor mide el flujo del estator y el par del motor directamente y luego utiliza una tabla de conmutación para seleccionar el vector de voltaje apropiado para controlar el motor. Esto permite un control de par muy rápido y preciso.

El DTC es particularmente útil en aplicaciones donde se requieren cambios rápidos de torque. Por ejemplo, en los sistemas de ascensores, donde el motor necesita ajustar rápidamente el par para arrancar y detener el ascensor sin problemas.

Sin embargo, al igual que el control vectorial, el DTC también es más complejo y costoso que el control escalar. También puede causar más distorsión armónica en el voltaje y la corriente de salida, lo que podría requerir un filtrado adicional.

Comparación de los modos de control

Echemos un vistazo rápido a cómo estos modos de control se comparan entre sí en términos de diferentes criterios:

Precisión

• Control escalar: Baja precisión. Es adecuado para aplicaciones en las que es suficiente un control aproximado de la velocidad y el par.
• Control vectorial: Alta precisión. Puede proporcionar un control muy preciso de la velocidad y el par, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alto rendimiento.
• DTC: Alta precisión, especialmente en términos de control de par. Puede responder rápidamente a los cambios en los requisitos de torque.

Complejidad

• Control escalar: Baja complejidad. Es fácil de implementar y no requiere muchos sensores ni algoritmos avanzados.
• Control de vectores: Alta complejidad. Requiere sensores avanzados y transformaciones de coordenadas complejas.
• DTC: Alta complejidad. También necesita un algoritmo de control sofisticado y puede ser más difícil de ajustar.

Costo

• Control escalar: Bajo coste. Por su sencillez, es la opción más económica.
• Control de vectores: Alto costo. Los sensores adicionales y los algoritmos complejos lo encarecen.
• DTC: Alto costo. Al igual que en el control de vectores, la complejidad genera un costo mayor.

Aplicaciones

• Control escalar: ventiladores, bombas y otras aplicaciones donde el control preciso no es crítico.
• Control de vectores: Robots industriales, máquinas herramienta, vehículos eléctricos, etc., donde se requiere un control de alta precisión.
• DTC: sistemas de ascensores, transmisiones de tracción y otras aplicaciones con cambios rápidos de par.

Productos relacionados

Cuando se trata de inversores de bajo voltaje, también existen algunos productos relacionados que pueden resultarle útiles. Por ejemplo, unAutotransformadorse puede utilizar para ajustar los niveles de voltaje en el sistema. Es una forma rentable de aumentar o reducir el voltaje según sea necesario.

Otro producto útil es elGabinetes de acero inoxidable con puertas dobles. Estos gabinetes son excelentes para proteger sus inversores y otros equipos eléctricos de factores ambientales como el polvo, la humedad y los daños físicos.

Y si necesita una forma confiable de cambiar entre diferentes fuentes de energía, elInterruptor de transferencia de energía dual 4Pes una gran opción. Puede transferir automáticamente la fuente de alimentación en caso de un corte de energía u otros problemas.

Conclusión

En conclusión, la elección del modo de control para un inversor de bajo voltaje depende de los requisitos específicos de su aplicación. Si necesita una solución sencilla y rentable para una aplicación básica, el control escalar podría ser el camino a seguir. Pero si necesita un control de alta precisión, especialmente en términos de velocidad y par, entonces el control vectorial o el DTC podrían ser mejores opciones.

Como proveedor de inversores de bajo voltaje, estoy aquí para ayudarlo a elegir el modo de control correcto y los productos adecuados para sus necesidades. Ya sea que esté trabajando en un proyecto de pequeña escala o en una aplicación industrial de gran tamaño, puedo brindarle las mejores soluciones. Si está interesado en obtener más información o realizar una compra, no dude en comunicarse para conversar sobre adquisiciones.

Referencias

• Accionamientos eléctricos: conceptos y aplicaciones por Ned Mohan
• Electrónica de potencia: convertidores, aplicaciones y diseño de Mohan, Undeland y Robbins