En la práctica, los convertidores de frecuencia suelen necesitar estar equipados con reactancias, filtros, resistencias de frenado y unidades de frenado para garantizar la estabilidad de su rendimiento, prolongar la vida útil del equipo y evitar eficazmente impactos negativos en la red eléctrica y los equipos. A continuación, se detallan las funciones de cada componente y sus razones:

1. Reactores
Las reactancias se suelen añadir a la entrada o salida del convertidor de frecuencia. Sus principales funciones son:

Reducir los armónicos y las fluctuaciones de corriente: los convertidores de frecuencia generan armónicos, especialmente los de baja frecuencia (como los armónicos 5.º y 7.º). Estos armónicos causan fluctuaciones de corriente, afectan el funcionamiento del motor y aumentan la carga de la red eléctrica. Las reactancias pueden suprimir eficazmente estos armónicos y reducir el impacto en la red eléctrica y otros equipos.

Fluctuaciones de corriente suaves: los reactores pueden reducir el impacto de la frecuencia de conmutación del convertidor de frecuencia en la corriente, hacer que la forma de onda de la corriente sea más suave y ayudar a reducir los armónicos de corriente de la red eléctrica.

Limitar la sobretensión y la sobrecorriente: los reactores pueden limitar la aparición de sobretensión o sobrecorriente en algunos casos, protegiendo a los convertidores de frecuencia y a los motores de daños.

Razones de instalación: proteger los equipos, reducir el impacto de los armónicos en la red eléctrica y los equipos eléctricos y evitar fluctuaciones de alta frecuencia y problemas de sobrecorriente.

2. Filtros
Los filtros se utilizan generalmente en la salida del inversor. Sus funciones son:

Eliminación de armónicos de alta frecuencia: El ruido de conmutación de alta frecuencia generado por el inversor puede interferir con el motor y otros equipos eléctricos. El filtro puede mejorar la estabilidad del sistema filtrando el ruido de alta frecuencia.

Mejora el entorno operativo del motor: el filtro puede eliminar el impacto de los armónicos de alta frecuencia en el motor, evitar problemas como sobrecalentamiento, vibración y ruido del motor y mejorar la estabilidad del funcionamiento del motor.

Reducción de la interferencia electromagnética (EMI): El filtro puede reducir eficazmente la interferencia electromagnética, garantizar que el equipo cumpla con los estándares de compatibilidad electromagnética (EMC) y evitar afectar el funcionamiento normal de otros equipos electrónicos.

Razones para la instalación: Reducir las interferencias de alta frecuencia y los armónicos, mejorar el entorno eléctrico del sistema y proteger el motor y otros equipos de las interferencias.

3. Resistencia de frenado
Las resistencias de frenado se utilizan habitualmente junto con las unidades de freno. Sus principales funciones son:

Absorber energía regenerativa: Cuando el motor accionado por el inversor se detiene, su inercia rotacional convierte la energía cinética en energía eléctrica y la devuelve al inversor. Si no se toman medidas, un exceso de energía regenerativa puede provocar un aumento excesivo de la tensión del bus de CC y dañar el inversor. La resistencia de frenado puede absorber este exceso de energía y convertirlo en energía térmica, evitando así un aumento excesivo de la tensión del bus de CC.
Mejora el efecto de frenado: en aplicaciones de accionamiento de motores de alta velocidad, la resistencia de frenado puede ayudar eficazmente a que el motor desacelere rápidamente y evitar que el motor genere una corriente inversa demasiado alta debido a la inercia cuando se detiene.
Motivo de la instalación: Absorber la energía regenerativa del motor para garantizar el funcionamiento seguro del inversor y del motor, especialmente en aplicaciones con arranques y paradas frecuentes.

4. Unidad de frenado
La unidad de frenado se utiliza junto con la resistencia de frenado. Es la principal responsable de controlar y ajustar el funcionamiento de la resistencia de frenado.

Control de la tensión del bus de CC: Cuando el inversor está en funcionamiento, la inercia del motor puede realimentar demasiada energía al bus de CC, provocando un aumento de la tensión del mismo. La función de la unidad de frenado es monitorizar la tensión del bus de CC. Cuando esta es demasiado alta, activa automáticamente la resistencia de frenado para absorber el exceso de energía y evitar que la tensión del bus supere el valor estándar.
Proporciona un frenado rápido: la unidad de frenado y la resistencia trabajan juntas para permitir que el inversor consuma rápidamente el exceso de energía cuando el motor se detiene o invierte el freno, reduce el tiempo de parada del motor y mejora la eficiencia del sistema de control.
Razones para la instalación: Controlar el reflujo de energía regenerativa, proteger el inversor de voltaje excesivo y garantizar un frenado rápido y seguro del motor.

Resumen
En la aplicación real del inversor, la instalación de reactores, filtros, resistencias de freno y unidades de freno puede:
Suprime eficazmente los armónicos, reduce la interferencia electromagnética y garantiza la estabilidad de los equipos y las redes eléctricas.
Mejore la eficiencia y la vida útil del motor y reduzca problemas como sobrecalentamiento del motor, ruido y vibración causados ​​por ruido de alta frecuencia.
Procesa la energía regenerativa del motor, evita que el voltaje del bus de CC del inversor sea demasiado alto y garantiza el funcionamiento seguro y estable del sistema.
Por lo tanto, la configuración razonable de estos componentes puede mejorar significativamente el rendimiento del inversor, mejorar la seguridad del sistema y extender la vida útil del equipo.
Al utilizar un variador de frecuencia (VFD), no todas las aplicaciones requieren la instalación de reactancias, filtros, resistencias de freno y unidades de freno. La necesidad de instalar estos componentes depende del entorno específico de la aplicación, los requisitos del sistema y las condiciones de funcionamiento del equipo. A continuación, se presentan algunas razones y situaciones comunes para la instalación de estos componentes:

1. Situaciones en las que se necesitan reactores
Alta contaminación armónica de la red: cuando el inversor se utiliza en un entorno donde las condiciones de suministro de energía de la red son inestables o la red tiene una fuerte contaminación armónica, el reactor puede ayudar a reducir los armónicos generados por la frecuencia de conmutación del inversor para evitar causar una mayor contaminación a la red.
Inversor de alta potencia: en la aplicación de inversores de alta potencia, especialmente inversores de más de 50 kW, los reactores pueden reducir eficazmente las fluctuaciones de corriente y reducir el impacto en la red y el equipo.
Grandes fluctuaciones de voltaje de la red: los reactores pueden suprimir las fluctuaciones de voltaje de la red para garantizar el funcionamiento normal del inversor, especialmente en áreas donde el voltaje de la red es inestable o frágil.
Aplicaciones típicas: inversores con cargas de alta potencia, como plantas de energía, maquinaria pesada y minas; se requieren entornos de redes industriales estrictos.

2. Situaciones en las que se necesitan filtros
Problemas de ruido de alta frecuencia en variadores de frecuencia: El ruido de conmutación de alta frecuencia generado por el inversor puede causar interferencias electromagnéticas (EMI) en el motor y los equipos electrónicos circundantes. Si su aplicación necesita reducir las interferencias electromagnéticas, o si hay equipos electrónicos sensibles (como PLC, sensores, etc.) cerca, los filtros son muy necesarios.
Cumplir con los requisitos de compatibilidad electromagnética (EMC): si el equipo necesita cumplir con estrictos estándares EMC, el filtro puede reducir eficazmente la interferencia de la radiación y conducción electromagnética para garantizar que el equipo cumpla con los estándares de compatibilidad electromagnética nacionales o internacionales.
Mejorar el funcionamiento del motor: si el inversor acciona el motor y hay problemas como sobrecalentamiento del motor, aumento de ruido o vibración, el filtro puede reducir el impacto causado por armónicos de alta frecuencia.
Aplicaciones típicas: Aplicaciones con requisitos estrictos sobre interferencias electromagnéticas, como fabricación de alta precisión, equipos de laboratorio, equipos de comunicación, equipos médicos, etc.

3. Situaciones en las que se requieren resistencias de freno
Requisitos de arranque/parada o frenado frecuentes: En situaciones donde se requieren arranques y paradas frecuentes, la energía regenerativa generada por el motor debido a la inercia puede provocar un aumento brusco de la tensión del bus de CC. En este caso, se requiere una resistencia de freno para absorber esta parte de la energía, evitar que la tensión supere el estándar y garantizar el funcionamiento normal del inversor.
Aplicaciones de alta carga con funcionamiento a largo plazo: Si la carga del motor es elevada y funciona durante un tiempo prolongado, especialmente al desacelerar o detenerse, puede generar una gran cantidad de energía inversa. La resistencia de freno puede evitar que el motor genere una tensión excesiva debido a la inercia.
Aplicaciones que requieren un apagado rápido o una desaceleración de la carga: por ejemplo, en aplicaciones como transportadores de cinta y ascensores que requieren un apagado rápido, las resistencias de freno pueden acelerar la desaceleración del motor y acortar el tiempo de parada.
Aplicaciones típicas: grúas, cintas transportadoras, maquinaria textil, ascensores, ventiladores y bombas que arrancan y paran rápidamente, etc.
4. Situaciones en las que se requieren unidades de freno
Ocasiones en las que es necesario controlar la energía regenerativa: Cuando se necesita utilizar el motor en caso de frenado rápido o de reversa, la tensión del bus de CC puede ser demasiado alta. La unidad de freno puede monitorizar y controlar esta tensión para garantizar que no dañe el inversor.
La energía regenerativa que devuelve el motor es elevada: En inversores de alta potencia, especialmente con cargas de inercia elevadas como ventiladores, bombas, maquinaria pesada, etc., la energía regenerativa generada por la inercia del motor es elevada. La unidad de freno se utiliza junto con la resistencia de freno para garantizar una absorción eficaz de la energía regenerativa y evitar fallos causados ​​por un voltaje excesivo.
Funcionamiento en condiciones de alta carga y alta dinámica: por ejemplo, en situaciones donde se requieren cambios frecuentes de velocidad (como ascensores y grúas), la unidad de freno puede ayudar a consumir rápidamente la energía de retroalimentación y proteger el inversor y el motor.
Aplicaciones típicas: sistemas de accionamiento de motores de alta respuesta dinámica, como ascensores, grúas, transportadores de cinta, líneas de producción automatizadas, etc.

Resumen:
Estos componentes suelen ser necesarios en los siguientes casos:

Cuando la calidad de la red es mala, los armónicos son grandes o las fluctuaciones de voltaje son grandes, instale un reactor para proteger el inversor y la red.

Cuando existan requisitos estrictos de interferencia electromagnética (EMI) o sea necesario mejorar la suavidad de funcionamiento del motor, instale un filtro.
Para aplicaciones con arranques y paradas frecuentes o desaceleración rápida, es necesario instalar una resistencia de freno y una unidad de freno para ayudar a controlar la energía regenerativa de retroalimentación y garantizar el funcionamiento seguro del inversor y del motor.
La necesidad de instalar estos componentes depende de las necesidades específicas del sistema, el tipo de carga y el entorno de trabajo. Para aplicaciones con alta potencia, arranques y paradas frecuentes o requisitos eléctricos estrictos, se suelen considerar estos componentes adicionales.