Seleccionar un variador de velocidad (también conocido como variador de frecuencia o VFD – Variable Frequency Drive) para motores de corriente alterna (CA o AC) requiere un análisis técnico basado en los datos de placa del motor y en las condiciones reales de operación. Esta selección no solo garantiza el funcionamiento eficiente del sistema, sino también una importante reducción del consumo energético y la prolongación de la vida útil del motor.

⚙️ ¿Qué es un Variador de Frecuencia?

Un variador de frecuencia es un dispositivo electrónico que regula la velocidad, el par y la dirección de giro de un motor de inducción AC, variando la frecuencia y el voltaje de alimentación.

🧾 Datos de placa del motor necesarios para la selección

Antes de seleccionar el variador, se debe obtener la información de la placa de características del motor. Los datos esenciales son:

• Tensión nominal (V): Tensión a la que opera el motor (220V, 380V, 440V, etc.).

• Corriente nominal (A): Corriente que consume a plena carga.

• Frecuencia nominal (Hz): Normalmente 50Hz o 60Hz.

• Potencia (kW o HP): Potencia nominal de salida del motor.

• Velocidad nominal (RPM): Velocidad a plena carga.

• Tipo de motor: Generalmente motor de inducción trifásico (jaula de ardilla).

• Número de polos: El número de polos en un motor de corriente alterna (CA) afecta su velocidad de rotación; a mayor número de polos, menor velocidad, y viceversa. Los motores CA comunes tienen 2, 4, 6, 8 o más polos.  

  Relación entre polos y velocidad:

  La velocidad de un motor de inducción de CA está relacionada con la frecuencia de la corriente de entrada y el número de polos. La fórmula para calcular la velocidad sincrónica (la velocidad a la que el campo magnético gira) es: Velocidad Sincrónica (RPM) = (120 * Frecuencia (Hz)) / Número de Polos

• Clase de aislamiento y protección (IP, clase F, etc.): Para condiciones ambientales.

• Factor de servicio (SF): El factor de servicio (FS) en un motor de corriente alterna (CA) es un multiplicador que indica la capacidad adicional de carga que el motor puede manejar de forma continua sobre su potencia nominal, siempre y cuando opere bajo condiciones específicas. 

📐 Criterios técnicos para la selección del variador (VFD)

1. Potencia y corriente nominal

• El VFD debe tener una potencia nominal igual o superior a la del motor.

• Verificar que el rango de corriente del VFD cubra la corriente nominal del motor (idealmente un margen del 10-20%).

2. Tensión de alimentación

• Debe coincidir con la red disponible y el motor. Ejemplo:

  • Red: 380V trifásica → Motor 380V → VFD 380V trifásico

  • Red: 220V monofásica → Motor 220V trifásico → VFD con entrada monofásica / salida trifásica

3. Frecuencia de salida

• El variador debe permitir trabajar en el rango deseado (ej. 0–60 Hz, 0–100 Hz, incluso hasta 400 Hz en algunos casos).

4. Tipo de carga

• Carga constante: Bombas centrífugas, ventiladores.

• Carga variable: Fajas transportadoras, mezcladoras.

• Carga pesada o de alto par al arranque: Compresores, trituradoras. Puede requerir variadores con sobrecarga del 150–180% por 60 segundos.

5. Tipo de control del VFD

• Voltaje-Frecuencia (V/f) escalar: Sencillo, para cargas comunes.

• Control vectorial abierto: Mejor respuesta dinámica, sin necesidad de encoder.

• Control vectorial en lazo cerrado: Precisión alta de par y velocidad, ideal para aplicaciones críticas.

6. Funciones integradas

• Rampas de aceleración/desaceleración.

• Frenado por inyección DC o mediante resistencia de frenado.

• Protección contra sobrecorriente, sobrevoltaje, cortocircuito, etc.

• Comunicación: Modbus, CANopen, Ethernet/IP, etc., para integración con sistemas SCADA o PLC.

• Filtros EMC/RFI integrados si se requiere compatibilidad electromagnética.

⚡ Ventajas energéticas del uso de un variador de frecuencia

✅ Ahorro energético significativo

• En aplicaciones con cargas centrífugas (bombas, ventiladores), la ley del cubo se aplica:

  La potencia consumida es proporcional al cubo de la velocidad.

• Esto permite ahorros de energía de hasta 50-80%, especialmente cuando se opera a velocidades parciales.

✅ Evita picos de corriente en el arranque

• Un motor conectado directamente a línea puede consumir de 6 a 8 veces su corriente nominal en el arranque.

• Con VFD, se utiliza una rampa suave (soft start), evitando picos y reduciendo desgaste mecánico y eléctrico.

✅ Mayor vida útil del motor

• Reducción de vibraciones y golpes mecánicos.

• Menor generación de calor.

• Operación estable bajo carga variable.

🧠 Ejemplo de selección práctica

Supongamos un motor trifásico con los siguientes datos:

• Potencia: 7.5 kW (10 HP)

• Tensión: 400V AC

• Corriente nominal: 14 A

• Frecuencia: 50 Hz

• Aplicación: bomba centrífuga

Requerimientos:

• VFD de al menos 10 HP / 7.5 kW

• Tensión de entrada/salida: 400V trifásico

• Corriente nominal de salida ≥ 14 A

• Rampa de aceleración suave

• Control V/f escalar

Un ejemplo compatible sería el VARIADOR FREC. marca INVERTEK ODE3S-10-0.5HP, VARIADOR marca TECO-WESTINGHOUSE L510-402-H3-U 2HP, VARIADOR marca INVT GD20-7R5G-4 10HP  , con configuración específica para bombas.

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