O Inversor de Frequência é uma grande invenção tecnológica. Mas por que depois do seu surgimento, os motores elétricos nunca mais foram os mesmos?
Neste artigo você vai ver o que é, sua função e funcionamento, e vai conhecer quais os tipos de inversores existentes no mercado.
Além disso, você vai poder ter uma visão das vantagens e desvantagens desse dispositivo e entender qual é o valor de um inversor de frequência.
Também chamado de Conversor de Frequência, o inversor é um aparelho eletrônico que tem a função de controlar a velocidade de um motor elétrico trifásico.
É um tipo de controlador que aciona um motor elétrico e promove a variação da frequência e da tensão que é fornecida a esse motor, dominando a sua velocidade e a potência consumida.
Assim, ele garante que o motor trabalhe em diferentes velocidades, sem a necessidade do uso de meios mecânicos, como polias, válvulas e redutores.
É um equipamento extremamente útil para todo tipo e tamanho de empresa, de fácil aquisição e fabricado em diferentes modelos, tamanhos e potências.
O mecanismo também é conhecido no mercado como:
A função de um inversor é alterar a frequência da rede que alimenta o motor e, assim, variar a velocidade de rotação desse motor. Essa alteração da frequência ocorre na faixa de 0,5 a 400 Hertz (Hz).
Uma outra tarefa atribuída a eles é manter o torque constante para não provocar alterações na rotação quando o motor estiver com carga.
Sem esse controle o motor gira em velocidade máxima e fixa.
Com ele, o giro do motor é acelerado ou reduzido, conforme a necessidade, por isso é um dispositivo bastante utilizado no ambiente industrial.
O trabalho de aumentar ou diminuir a velocidade do motor, a fim de atender às exigências da operação, não seria possível utilizando apenas um redutor mecânico.
Seu papel é converter o sinal de corrente alternada (CA), da rede elétrica que entra no motor, em corrente contínua (CC) e, em seguida, em CA novamente.
Porém, após esse processo, o sinal CA torna-se pulsado e com largura modulada, permitindo ajuste em sua frequência e tensão e, consequentemente, o controle da velocidade e do torque do motor.
Sua divisão estrutural nos ajuda a entender seu funcionamento. Ele se divide em:
O conjunto de semicondutores, que podem ser GTO, IEGT, SCR, IGBT (transistor bipolar de porta isolada) ou outros, recebe o sinal, já retificado e filtrado, e o converte novamente para CA.
Portanto é dessa forma que funciona um inversor: atuando sobre a taxa de variação do chaveamento das bases dos transistores e, assim, controlando a frequência do sinal trifásico gerado.
Numa pesquisa para solucionar as crescentes demandas das crises do sistema energético do Brasil, a Universidade Federal de Uberlândia-MG concluiu que “o máximo de economia de energia obtido pelo uso do inversor de frequência para controle de vazão foi de aproximadamente 95%”.
Existem dois tipos de inversores de frequência e conhecê-los fará toda a diferença na implantação em seu projeto:
É o tipo de inversor baseado em equações de regime permanente. A lógica de controle é a manutenção da relação V/F (Tensão / Frequência) constante.
Esses modelos apresentam um desempenho dinâmico limitado e são empregados em tarefas simples, como o controle da partida e da parada do motor e a manutenção da velocidade em um valor constante.
Alguns exemplos: bombas, ventiladores e máquinas simples, que necessitam apenas de variação de velocidade e partidas suaves.
Os inversores vetoriais possuem um controle mais complexo que os escalares e um desempenho dinâmico maior. Utilizam algoritmos inseridos no software que alteram a relação entre tensão e frequência para ajustar o torque.
Este necessita da programação de todos os parâmetros do motor, como: resistências elétricas, indutâncias, correntes nominais do rotor e estator.
São aplicados em elevadores, guinchos e máquinas operatrizes, que demandam variação de velocidade, controle de torque, operações em baixas rotações e alta velocidade de resposta.
A estrutura dos dois tipos é basicamente a mesma, porém se distinguem na relação entre tensão e frequência, na capacidade de inversão.
O inversor de frequência vetorial é usado em aplicações que exigem grande nível de precisão.
Como em toda inovação tecnológica, os inversores de frequência possuem vantagens e desvantagens.
Seu valor está na habilidade de controlar a velocidade de um motor trifásico. A criação dos inversores potencializou a capacidade dos motores elétricos.
O motor, por sua vez, tem o princípio de funcionamento baseado no campo elétrico girante, que surge quando é alimentado por uma corrente alternada aplicada nos polos desse motor, defasados entre si 120º.
A velocidade na qual o motor trabalha, chamada de velocidade síncrona, é fornecida pelo campo elétrico girante. Ela é determinada em função do número de pólos do motor e em função da frequência que chega na entrada do motor.
Matematicamente falando, a velocidade síncrona (Ns) é o produto de 120 vezes a frequência (f) em Hz, dividido pelo número de polos (p) do motor.
Ns = 120.f / p
Onde:
Ns = Velocidade síncrona em RPM
f = Frequência em Hz
p = Número de pólos
Você pode ver que quanto maior é o valor da frequência que chega ao motor, maior é a velocidade de trabalho. Assim, quanto menor a velocidade, menor será o trabalho do motor.
Foi possível ver como esse fantástico equipamento reduz o consumo da energia elétrica e o nível de ruído, aumenta a vida útil dos motores, provê segurança e muito mais.
São esses e outros benefícios que fazem deste instrumento um aliado do meio ambiente e um agente de melhoria contínua das indústrias.
A Kalatec espera que essas informações possam incentivar você no processo de modernização de sua empresa e põe à sua disposição a melhor linha de inversão de frequência para automação.
Até a próxima!
