¿Cuál es la diferencia entre un motor de arranque suave y un convertidor de frecuencia? Análisis de la diferencia entre los arrancadores suaves del motor y los convertidores de frecuencia (Parte 2)

¿Cuál es la diferencia entre unmotor de arranque suave del motory unconvertidor de frecuencia? Análisis de la diferencia entre los arrancadores suaves del motor y los convertidores de frecuencia (Parte 2)

 

3. Principio de trabajo

Soft Starter:

• Típicamente usa tiristores antiparalelos (SCR) como el dispositivo de potencia central.
• A través del control del ángulo de fase, el voltaje aplicado al estator del motor aumenta gradualmente durante el proceso de inicio del motor (comenzando desde un bajo voltaje, como 30% -70% del voltaje nominal, y aumenta gradualmente a voltaje completo).
• Este aumento de voltaje suave limita la corriente de arranque y el par.
• Después de comenzar, los tiristores se omiten y el motor está directamente conectado a la cuadrícula.

 

Convertidor de frecuencia:

• Utiliza una estructura AC-DC-AC: la potencia de CA de entrada se rectifica primero a la alimentación de CC, y luego la potencia de CC se invertida en potencia de CA trifásica con frecuencia ajustable y voltaje para la salida al motor.
• La porción del inversor generalmente utiliza dispositivos de conmutación rápida, como IGBT y emplea la tecnología PWM (modulación de ancho de pulso) para sintetizar una onda sinusoidal de la frecuencia y amplitud requeridas.
• Según el control V/F (u otro control vectorial más avanzado, el control de torque directo, etc.), la amplitud y frecuencia del voltaje de salida se varían de manera simultánea y coordinada para mantener constante flujo del motor y lograr una regulación de velocidad amplia.

 

4. Control de velocidad del motor

 

 

• Artor suave: esto afecta la velocidad del motor solo durante el inicio y la detención (aumentándola/disminuyendo lentamente). Durante el funcionamiento normal, el motor funciona a toda velocidad a una frecuencia de potencia fija (50Hz/60Hz); La regulación de la velocidad no es posible.
• Convertidor de frecuencia: esto permite un ajuste preciso y continuo de la velocidad del motor durante la operación (generalmente dentro de un amplio rango, como 1:10 o más).

 

5. Escenarios de aplicación

 

 

• Soft Starter:

Se utiliza principalmente en equipos que solo necesitan abordar el choque de arranque y no requiere una regulación de velocidad durante la operación.
Por ejemplo:
Bombas de agua (para evitar el martillo de agua y reducir las oleadas de presión en las tuberías);
Fanáticos (para reducir el estrés por conductos y cuchillas);
Compresores;
Transportadores;
Trituradores, molinos de pelota y otros equipos de inicio de carga pesada.

• Convertidor de frecuencia:

Aplicado al equipo que requiere un inicio y detención suave y una regulación de velocidad precisa durante la operación. Por ejemplo:
Bombas y ventiladores que necesitan ajustar la velocidad en función de los cambios de flujo/presión (logrando ahorros de energía significativos);
Líneas transportadoras y líneas de producción que requieren un control de velocidad preciso;
Grúas y ascensores (que requieren un torque preciso y control de velocidad);
Unidades de husillo de la máquina herramienta;
Cualquier aplicación que requiera una operación de velocidad variable para cumplir con los requisitos del proceso o ahorrar energía.

 

6. Estructura y complejidad

 

 

• Arrancadores suaves: su estructura es relativamente simple, y consiste principalmente en un módulo de tiristor, un circuito de control de disparo y un circuito de protección.
• Inversores: su estructura es mucho más compleja, incluida una unidad de rectificador, un bus de CC (almacenamiento de energía del condensador), una unidad de inversor, un circuito de control complejo (microprocesador), múltiples funciones de protección y un conjunto rico de interfaces de entrada e salida. Requieren configuraciones de parámetros más complejas y depuración.

 

7. Costo

 

• Soft Starters: generalmente son mucho más baratos que los inversores del mismo poder.
• Inversores: debido a su estructura compleja y características potentes, su costo es significativamente más alto que los entrantes blandos.

 

8. Eficiencia energética

 

• Arrancadores suaves: después de comenzar, se omiten, lo que permite que el motor funcione directamente a la frecuencia de la red, lo que resulta en una alta eficiencia. Durante el inicio, el tiristor conduce, lo que resulta en una caída de voltaje y ciertas pérdidas.
• Convertidor de frecuencia: durante la operación de velocidad variable (especialmente a velocidades medianas y bajas), las pérdidas de conmutación de IGBT y las pérdidas armónicas pueden reducir la eficiencia general del sistema. Sin embargo, en las aplicaciones que requieren volumen de flujo/aire variable (como bombas y ventiladores), la energía de accionamiento ahorrada por una operación de velocidad reducida supera con creces las pérdidas en el convertidor de frecuencia en sí, lo que resulta en un ahorro general significativo de energía. Incluso cuando se opera a plena frecuencia de potencia, el convertidor de frecuencia en sí todavía experimenta una pequeña cantidad de pérdidas (aproximadamente 2%-5%).

Si simplemente desea un comienzo suave y detente para el motor, y manténlo funcionando a toda velocidad el resto del tiempo, un arranque suave es suficiente; Es económico y sin preocupaciones.
Si necesita un control flexible del motor del motor (por ejemplo, ajustar automáticamente la velocidad de una bomba en función del flujo de agua) o requiere un control extremadamente preciso (velocidad, par y posición), es esencial un convertidor de frecuencia. Si bien es costoso, ofrece características potentes.
La elección depende de los requisitos de aplicación específicos: si solo necesita resolver el problema inicial o requerir una regulación de velocidad continua.