3FasesYa! Convertidores de fase digitales

La mayoría de los comercios y hogares no necesitan contar con tres fases eléctricas; sin embargo muchos equipos industriales y algunos comerciales e incluso domésticos necesitan luz trifásica para poder operar, por ejemplo, ascensores, refrigeradores, elevadores de carga, extractores, máquinas herramienta e infinidad de equipos con motores eléctricos.

Si una persona o negocio necesita contratar luz trifásica, al solicitarla a la compañía de luz, se encontrará con que tiene que comprar un transformador eléctrico trifásico de gran capacidad que baje el voltaje de tensión media (por ejemplo 23,000 voltios) a baja tensión, y después descubrirá que el transformador no es lo más caro: típicamente deberá contratar con una compañía profesional la instalación eléctricas de las tres fases, que involucra hacer tendido de cables (en ocasiones hasta subterráneo), teniendo que pagar todos los metros de cable de calibre grueso y la mano de obra para traer las fases faltantes desde el transformador principal hasta la subestación, sin contar todos los accesorios de conexión y protección relacionados con el manejo de la media tensión. Además de todos los costos mencionados no hay que olvidar considerar los metros cuadrados necesarios para alojar el equipo ni la demora para obtener el contrato trifásico en CFE (compañía de luz de México), que puede demorar semanas o meses.

Una alternativa a contratar instalación trifásica domiciliaria o instalación trifásica industrial con la compañía de luz que resulta mucho más económica y rápida, es colocar un aparato convertidor de fase. Un convertidor de fase es realmente un generador de tercera fase que se alimenta con la corriente monofásica de baja tensión (típicamente 220 o 240 Voltios entre líneas, L1 y L2) y genera una fase “artificial” con voltaje igual al alimentado (técnicamente con un ángulo de fase diferente al de L1 y L2).

Son los sistemas más modernos. Utilizan circuitos electrónicos para generar una tercera fase a partir de la alimentación monofásica. Estos convertidores pueden utilizarse de manera continua y los más sofisticados resisten las sobre corrientes que demandan los motores al arrancar. También pueden ser usados para alimentar gran variedad de equipos, no solamente motores. En este tipo de convertidores hay que tener cuidado con los muy económicos pues pueden generar picos de voltaje que son reflejados a la línea de alimentación o al dispositivo alimentado. Los convertidores de fase digitales más avanzados utilizan procesadores digitales de señales (DSP) y filtros inductivos y capacitivos para generar una onda senoidal casi perfecta y balancear la corriente del sistema en tiempo real evitando las distorsiones armónicas reflejadas hacia la línea.

También conocidos como inversores: se utilizan para alimentar motores eléctricos trifásicos. Estos equipos pueden ser alimentados con una sola fase y generan las 3 fases con frecuencia y voltaje variable para controlar la velocidad de giro del motor eléctrico. Pueden ser una solución muy efectiva si la única necesidad es controlar un motor eléctrico, pero, a diferencia de los convertidores de fase electrónicos, no pueden usarse para otro tipo de aparatos eléctricos.

Son los más comunes y conocidos entre los convertidores de fase. Utilizan un motor eléctrico que se conecta a la alimentación monofásica para generar la tercera fase y pueden alimentar cargas de manera continua. Pueden ser complicados de utilizar pues hay que poner especial atención en el balanceo de cargas entre las 3 fases, sobre todo si hay múltiples dispositivos que están entrando y saliendo de servicio. Hay que considerar además el ruido producido por el motor, un consumo eléctrico mayor y mayor mantenimiento por ser un sistema mecánico-eléctrico.

Se utilizan como arrancadores de motores trifásicos. Están basados en capacitores que generan temporalmente la tercera fase durante el arranque del motor (que es cuando más corriente consume), y posteriormente se desconectan dejando el motor funcionando de manera monofásica. Una vez en marcha, el motor no puede funcionar a capacidad plena, solamente hasta el 50%-70%

Mediante un diseño especial del embobinado, estos transformadores pueden tomar 2 fases de tensión media (corriente bifásica) y generar 3 fases en baja tensión. La limitante de estos sistemas es que solamente funcionan con entrada de media tensión (por ejemplo 23,000 Voltios), y requieren 2 fases reales provenientes de un transformador trifásico y por tanto la instalación es muy costosa en comparación con los otros convertidores.

o donde la demanda de electricidad no justificaba el costo de la instalación trifásica de la red eléctrica pública. Sin embargo, los convertidores de fase tradicionales presentan serios inconvenientes como la reducción de la vida útil del motor causada por desequilibrios de voltaje y corriente, armónicos que contaminan la red eléctrica y dañan los equipos, o la incapacidad de operar equipos sensibles o cargas múltiples, inconveniente que limitan su aplicación en muchos casos.

motivaron a Phase Technologies, LLC de Estados Unidos a desarrollar el convertidor de fase digital Phase Perfect®. Esta tecnología patentada supera las limitaciones de los diseños de convertidores de fase tradicionales y es una alternativa asequible a la energía trifásica instalada en la red pública.

en todas las condiciones de carga. El convertidor Phase Perfect® opera con un factor de potencia cercano a la unidad y esencialmente sin distorsión armónica de la entrada mientras suministra voltaje de salida balanceado sin distorsión. Puede alimentar de forma segura prácticamente cualquier carga trifásica dentro de su capacidad nominal.

Con Phase Perfect®, los equipos trifásicos, como bombas sumergibles, sistemas de riego de pivote central, máquinas herramienta, inyectoras de plástico, compresores, aserraderos, elevadores, equipos HVAC y equipos CNC se alimentan de manera fácil y confiable. Incluso cuando las líneas de transmisión trifásicas están cerca, el costo de la instalación del servicio trifásico no se justifica en muchas aplicaciones pequeñas y medianas. En estos casos, los convertidores de fase Phase Perfect® ofrecen una alternativa de energía trifásica a un precio accesible.