Un convertidor de frecuencia es un dispositivo electrónico que le permite controlar la velocidad y el par de motores eléctricos. También se le conoce como variador de velocidad (VSD). Convierte la tensión fija de la red eléctrica en una tensión alterna regulable en amplitud y frecuencia.
Los convertidores de frecuencia se utilizan para proporcionar un funcionamiento controlado de motores eléctricos, especialmente para arranque y aceleración. Esto evita el choque mecánico del motor durante su arranque y acelera, lo que aumenta la vida útil del equipo y reduce el desgaste.
Además, permite controlar el consumo de energía. Un convertidor de frecuencia también alivia la carga de la red de distribución de energía. El motor sólo recibe la electricidad necesaria para su funcionamiento. Esto reduce la corriente de arranque y evita corrientes excesivas en el circuito eléctrico. Esto es de particular importancia al arrancar motores de CA grandes. Las corrientes de arranque excesivas aumentan el desgaste del motor y acortan su vida útil, y al mismo tiempo suponen una gran carga para la red.
Al seleccionar un convertidor de frecuencia adecuado, se debe tener en cuenta la potencia nominal disponible del motor. La mayoría de los fabricantes tienen tablas de selección donde se dan las potencias típicas del motor para diferentes tamaños de convertidor. De esta manera, se puede seleccionar el tamaño correcto del convertidor sin demasiados problemas. Sin embargo, este criterio de dimensionamiento no siempre es el mejor porque a menudo es posible que un motor se reduzca (temperatura ambiental, método de ventilación, etc.).
El uso de un convertidor de frecuencia también provoca tensiones en el devanado del motor eléctrico. Esto se debe a los flancos de impulso pronunciados (du/dt) y a las altas frecuencias de conmutación en la etapa del inversor. Estos generan corrientes armónicas con duraciones de pulso muy largas y producen vibraciones en el aislamiento. Estas vibraciones pueden dañar el aislamiento y provocar corrientes de fuga con valores máximos elevados.
Por tanto, es importante seleccionar un motor que esté especialmente diseñado para su uso con convertidores de frecuencia. Por ejemplo, es aconsejable seleccionar para este fin un motor de 6 polos en lugar de uno de 4 polos. Esto ayudará a evitar tensiones en el aislamiento y el correspondiente aumento de temperatura que puede provocar un desgaste prematuro del devanado.
Además, la tensión suministrada por el convertidor de frecuencia puede ser inferior a la del funcionamiento directo de la red. Esto también puede provocar un mayor calentamiento del motor de inducción y es otra razón para seleccionar un aislamiento de clase F.