{"id":2624,"date":"2026-02-11T21:52:59","date_gmt":"2026-02-11T21:52:59","guid":{"rendered":"https:\/\/fasgrel.com\/?p=2624"},"modified":"2026-02-22T21:19:03","modified_gmt":"2026-02-22T21:19:03","slug":"que-es-un-variador-de-frecuencia","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/fasgrel.com\/en\/que-es-un-variador-de-frecuencia\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es un variador de frecuencia?"},"content":{"rendered":"
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Un variador de frecuencia variable (VFD) o variador de velocidad es un dispositivo electr\u00f3nico que controla la velocidad de los motores de inducci\u00f3n de CA. Un motor de inducci\u00f3n de CA funciona a una velocidad dependiente de la frecuencia aplicada con una ligera reducci\u00f3n de velocidad, conocida como deslizamiento. Para controlar la velocidad del motor, necesitaremos variar esa frecuencia y tambi\u00e9n controlar el voltaje aplicado para mantener el flujo \u00f3ptimo, o campo magn\u00e9tico.<\/p>

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Mover mercanc\u00edas en una f\u00e1brica moderna es r\u00e1pido y sencillo, con los propulsores controlados<\/strong><\/p>

Casi todos los variadores de frecuencia funcionan tomando la fuente de corriente alterna existente, convirti\u00e9ndola en corriente continua usando un rectificador, y luego reconvirti\u00e9ndola en una fuente de frecuencia variable mediante un inversor. El inversor es la parte clave de esto, por lo que un variador de frecuencia a veces se llama simplemente inversor.<\/p>

Los inversores, y en menor medida los rectificadores, dependen de semiconductores modernos que pueden conmutar y conducir altos tensiones (como tensiones de alimentaci\u00f3n) y corrientes de cientos de amperios. Tambi\u00e9n requieren microprocesadores potentes para controlarlos. Estos componentes solo han estado disponibles a un precio y fiabilidad razonables en los \u00faltimos treinta a\u00f1os aproximadamente, por lo que los accionamientos de corriente alterna son un producto industrial relativamente moderno.<\/p>

\u00bfEntonces, c\u00f3mo funcionan realmente?<\/strong><\/p>

Empecemos con el rectificador. La Figura 1 muestra un rectificador trif\u00e1sico compuesto por seis diodos conectados a un condensador y una resistencia como carga simple.<\/p>

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Fig. 1 Rectificador trif\u00e1sico con condensador y carga resistiva<\/strong><\/p>

Los diodos conducen en una sola direcci\u00f3n (en la direcci\u00f3n en la que apuntan), el condensador almacena energ\u00eda un poco como una bater\u00eda, la resistencia act\u00faa como carga. Si conectamos una fuente trif\u00e1sica a las entradas de la izquierda, empezaremos a bombear corriente al condensador, y el voltaje se acumular\u00e1, provocando un flujo de corriente en la resistencia. Puedes seguir el camino de conducci\u00f3n de una fase a otra a trav\u00e9s de un diodo superior, el condensador\/resistencia y luego a trav\u00e9s de un diodo inferior.<\/p>

En estado estacionario, el voltaje del condensador se mantendr\u00e1 bastante cerca del pico de la tensi\u00f3n de onda senoidal de entrada. Ahora los diodos solo conducen cuando la tensi\u00f3n de entrada es mayor que la tensi\u00f3n del condensador. En consecuencia, hay un pulso corto de corriente a trav\u00e9s de cada diodo por turno, lo que da lugar a la caracter\u00edstica forma de onda de corriente de ‘picos gemelos’ en cada una de las tres fases, como se muestra en la figura. Si usamos una fuente monof\u00e1sica, solo necesitamos cuatro diodos, y obtendremos un solo pico por medio ciclo, as\u00ed que necesitaremos un condensador m\u00e1s grande para mantener las brechas en los picos de tensi\u00f3n.<\/p>

En sistemas monof\u00e1sicos o trif\u00e1sicos, estos pulsos de corriente pueden tener consecuencias en el suministro, como veremos m\u00e1s adelante. Sin embargo, ahora tenemos una tensi\u00f3n de corriente continua relativamente suave en el condensador. Si quitamos la resistencia y conectamos un inversor en su lugar, empieza a parecer un variador de frecuencia (Figura 2). La parte de corriente continua a veces se llama enlace de corriente continua porque une el rectificador y el inversor.<\/p>

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Fig. 2 Secci\u00f3n de potencia de variadores de frecuencia<\/strong><\/p>

Ahora, la parte empresarial. Disponemos de seis transistores bipolares de puerta aislada (IGBT). Estos funcionan como interruptores de encendido muy r\u00e1pidos. Tienen diodos en paralelo con ellos por razones que se aclarar\u00e1n.<\/p>

Ahora podemos activar un IGBT superior e inferior y proporcionar un camino de corriente a trav\u00e9s de cualquier par de conexiones de motor. Para activar un IGBT, simplemente aplicamos unos pocos voltios a la puerta (que aqu\u00ed se muestra como no conectada). Luego el IGBT conduce en direcci\u00f3n a la flecha. Dependiendo de qu\u00e9 IGBT activemos, podemos crear un camino de corriente positivo o negativo a trav\u00e9s del motor. Por eso podemos fabricar CA a partir de CC.<\/p>

Lo que no hacemos es activar un IGBT superior e inferior, que est\u00e1n directamente uno encima del otro, ya que esto proporcionar\u00eda un cortocircuito al enlace de corriente continua. Si en cambio encendemos y apagamos los IGBT en una secuencia cuidadosamente controlada, podemos acumular una corriente trif\u00e1sica en los devanados del motor. Si variamos el tiempo durante el que encendemos y apagamos los IGBT, podemos controlar esta corriente. Esto se debe a que la corriente del motor no cambia muy r\u00e1pidamente, as\u00ed que aumentando y disminuyendo los tiempos de encendido, podemos elegir acumular una corriente de onda sinusoidal en el motor pr\u00e1cticamente a cualquier frecuencia que queramos. Esto, por supuesto, es lo que queremos hacer para controlar la velocidad del motor. Usando la misma t\u00e9cnica, podemos controlar el voltaje efectivo, que a su vez controla el campo magn\u00e9tico.<\/p>

Este control de tiempo de encendido se llama Modulaci\u00f3n de Ancho de Pulso (PWM), y se muestra de forma sencilla en la Figura 3; al encender y apagar los seis IGBT se proporcionan los caminos de corriente hacia el motor y permite que fluya una corriente de onda senoidal trif\u00e1sica, girando el motor a la velocidad deseada.<\/p>

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Fig. 3 Modulaci\u00f3n de ancho de pulso<\/strong><\/p>

Si cambiamos nuestros IGBT varias miles de veces por segundo (normalmente entre 4 y 16kHz) podemos construir una forma de onda de corriente bastante agradable, como se muestra en la Figura 4.<\/p>

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Fig. 4 Voltaje y corriente en el motor<\/strong><\/p>

F\u00edjate que el voltaje de salida consiste en muchos pulsos en lugar de una onda sinusoidal agradable. El motor suaviza la corriente hasta convertirla en una onda sinusoidal ligeramente dentada, pero el voltaje sigue consistiendo en la forma de onda PWM de los IGBT. Esto puede causar problemas que discutiremos m\u00e1s adelante. Sin embargo, el motor se conforma con la corriente irregular y gira a la velocidad requerida. La corriente del motor est\u00e1 desfasada con el voltaje ‘medio’ debido al factor de potencia del motor.<\/p>

\u00bfEntonces, qu\u00e9 hacen los diodos en el inversor?<\/strong> Bueno, la corriente en el motor no cambia muy r\u00e1pido, as\u00ed que cuando apagamos un IGBT la corriente tiene que seguir fluyendo, o habr\u00e1 problemas. Los diodos proporcionan autom\u00e1ticamente este camino de corriente al activar o conmutar la corriente. De ah\u00ed el nombre de diodos de conmutaci\u00f3n o volante de inercia.<\/p>

Los inversores son muy dif\u00edciles de controlar: se han descrito como un cortocircuito a punto de ocurrir, pero los semiconductores modernos de potencia son bastante robustos, y los procesadores digitales r\u00e1pidos y potentes permiten un control fiable y preciso de la conmutaci\u00f3n de encendido y apagado.<\/p>

Por cierto, la parte de potencia del variador de frecuencia est\u00e1 toda conectada a la fuente de corriente alterna y opera a tensiones de corriente continua desde 300V (con entrada de 230V CA) hasta 600 – 900V con fuentes industriales trif\u00e1sicas. Por tanto, el aislamiento interno entre los circuitos de control, las interfaces del cliente y la parte de alimentaci\u00f3n es cr\u00edtico para la seguridad.<\/p>

En el pr\u00f3ximo art\u00edculo analizaremos el dise\u00f1o pr\u00e1ctico de un variador de frecuencia, con toda la complejidad de la protecci\u00f3n, refrigeraci\u00f3n e interfaz para el cliente.<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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