Módulos de control y potencia en variadores y arrancadores eléctricos: funcionamiento y tipos

Resumen

El texto describe los dos módulos principales de un variador o arrancador electrónico: el de control, basado en un microprocesador, y el de potencia, formado por semiconductores que funcionan en modo todo o nada. Explica además las ventajas de estos equipos frente al control por conmutación y clasifica los tipos de variadores según el motor que alimentan: rectificador, convertidor de frecuencia y regulador de tensión.

Puntos clave

El módulo de control gestiona todas las funciones del variador o arrancador mediante un microprocesador o unidad de tratamiento.
El módulo de control permite ajustes mediante potenciómetros, teclados o autómatas, y muestra alarmas y fallos con pilotos o diodos.
El módulo de potencia usa semiconductores que funcionan como interruptores estáticos de dos estados: pasante y bloqueo.
El control todo o nada presenta limitaciones como picos de corriente, sacudidas y dificultad para mantener velocidad constante, que los variadores electrónicos eliminan.
El rectificador suministra corriente continua y se usa con motores de corriente continua.
El convertidor de frecuencia suministra tensión alterna con valor eficaz y frecuencia variables según la ley U/f constante.
El regulador de tensión controla el valor eficaz de la tensión con la frecuencia de red y se usa como arrancador progresivo o como variador en motores asíncronos de rotor bobinado.

Ponte a prueba

Módulo de control

Todas las funciones del variador y del arrancador se controlan por medio de un microprocesador o de una unidad de tratamiento.

Funciones principales

Según el tipo de producto, los ajustes se realizan por medio de potenciómetros, teclados o desde autómatas.
Las órdenes pueden darse a través de interfaces de diálogo hombre/máquina.
Los parámetros de funcionamiento y los datos de alarmas y fallos pueden visualizarse a través de pilotos, diodos luminosos, etc.
En muchos casos es posible configurar los relés para obtener información de fallos de control.
Una alimentación independiente suministra las tensiones necesarias para el conjunto de los circuitos de medida y de control.

Módulo de potencia

Los elementos principales del módulo de potencia son:

Componentes y estructura

Los componentes de potencia son semiconductores que funcionan en modo todo o nada y, por tanto, son similares a los interruptores estáticos de dos estados: pasante y bloqueo.
Componentes integrados en un módulo forman el convertidor que alimenta un motor eléctrico con tensión y frecuencia variables a partir de la red de tensión y frecuencia fijas.

El control de los motores eléctricos mediante conjuntos de conmutación todo o nada es una solución bien adaptada para el accionamiento de una amplia gama de máquinas; no obstante, conlleva limitaciones que pueden resultar incómodas en ciertas aplicaciones, como los picos de corriente, las sacudidas y el mantenimiento de velocidad constante.

Los arrancadores y variadores de velocidad electrónicos eliminan estos inconvenientes para motores de corriente continua y alterna. Existen varios tipos de variadores según el tipo de motor:

Tipos de variadores según el tipo de motor

Rectificador: suministra corriente continua a partir de una red alterna monofásica o trifásica; se utiliza para motores de corriente continua.
Convertidor de frecuencia: suministra tensión alterna a partir de una red alterna monofásica o trifásica de frecuencia fija, con valor eficaz y frecuencia variables según la ley U/f (constante).
Regulador de tensión: suministra corriente alterna a partir de una red alterna monofásica o trifásica con la misma frecuencia fija que la red, controlando el valor eficaz de la tensión. Se utiliza como arrancador progresivo para motores asíncronos de jaula estándar —siempre que no requieran un par de arranque elevado— y como variador de velocidad para motores asíncronos de resistencias rotóricas o de anillos.

Preguntas frecuentes

¿Qué función tiene el módulo de control en un variador?

Controla todas las funciones del variador o arrancador mediante un microprocesador o unidad de tratamiento. También permite ajustes, visualiza parámetros y alarmas y alimenta los circuitos de medida y control con una alimentación independiente.

¿Qué tipo de variador se usa para motores de corriente continua?

El rectificador, que suministra corriente continua a partir de una red alterna monofásica o trifásica.

¿Para qué se utiliza un regulador de tensión?

Se utiliza como arrancador progresivo para motores asíncronos de jaula estándar que no requieran un par de arranque elevado, y como variador de velocidad para motores asíncronos de resistencias rotóricas o de anillos.