Após a criação do Inversor de Frequência, os motores elétricos nunca mais foram os mesmos.
Neste artigo você vai ver o que é essa inovação tecnológica, para que serve, como é o seu funcionamento, e vai conhecer os tipos de inversores existentes no mercado.
Além disso, terá uma visão das vantagens e desvantagens desse dispositivo e entender qual é o seu valor.
Inversor de frequência é um aparelho eletrônico com a função de controlar a velocidade de um motor elétrico trifásico.
Esse tipo de controlador 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 variar a frequência da rede que alimenta o motor e, assim, alterar a velocidade de rotação desse motor. Essa mudança de frequência ocorre na faixa de 0,5 a 400 Hertz (Hz).
Uma outra tarefa atribuída a ele 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.
Resumidamente, o dispositivo converte o sinal de corrente alternada (CA) da rede elétrica que entra no motor, em corrente contínua (CC) e, em seguida, em CA novamente.
Depois desse processo, o sinal CA torna-se pulsado e com largura modulada, permitindo ajuste de sua frequência e tensão e, consequentemente, o controle da velocidade e do torque do motor.
Sua estrutura nos ajuda a entender melhor o seu funcionamento. Ele se divide em:
Em outras palavras, um inversor atua sobre a taxa de variação do chaveamento das bases dos transistores e, assim, controla a frequência do sinal trifásico gerado.
Para evitar acionamentos bruscos e preservar o equipamento, o inversor conta com um recurso chamado rampa de aceleração.
A rampa de aceleração de um inversor de frequência faz com que o motor atinja a velocidade configurada para sua operação em um tempo determinado.
Por exemplo: se a rampa for definida como 10 segundos para uma frequência de 200Hz, o motor de indução irá iniciar seu trabalho em 0Hz e chegará aos 200Hz desejados em 10 segundos.
Sem precisar atuar constantemente em sua velocidade máxima, os motores são menos forçados, o que ajuda a diminuir as despesas com manutenção e substituição de componentes, como correias e correntes.
Para evitar frenagens abruptas, se utiliza a função rampa de desaceleração.
Em muitos projetos, o inversor de frequência é uma das formas mais viáveis para fazer o controle da velocidade de motores elétricos, tanto pelo seu baixo custo quanto pela sua eficiência.
Dependendo das características da aplicação, o inversor pode contribuir para uma maior redução do consumo energético, em comparação com redutores mecânicos.
Geralmente, as operações de partida direta que envolvem ventilação, compressão e bombeamento têm controle de vazão feito por dampers ou válvulas. A troca desses componentes por um inversor de frequência permitirá a economia de energia.
Esse resultado é obtido porque o dispositivo é capaz de ajustar a velocidade do motor em períodos definidos, ao contrário das válvulas, que fazem o controle de vazão com o motor em velocidade constante.
Por meio de suas portas de entrada, os inversores permitem que operações automáticas sejam programadas de acordo com medições externas de variáveis como pressão ou temperatura.
Isso auxilia o controle de processos, beneficiando todo o sistema de produção industrial.
Além das rampas de aceleração e desaceleração, o inversor oferece outras proteções contra oscilações de energia e controle da corrente elétrica.
Manter o dispositivo é barato quando instalado em ambiente com condições adequadas e com a realização de manutenções preventivas. Isso garante a preservação de seus componentes por muito mais tempo.
Conhecer os principais tipos de inversores de frequência fará toda a diferença na implementação do seu projeto:
É o tipo de inversor baseado em equações de regime permanente. Sua lógica de controle é a manutenção da relação V/F (Tensão/Frequência) constante.
Esse modelo tem desempenho dinâmico limitado e é empregado em tarefas simples, como o controle da partida e da parada do motor e para manutenção da velocidade em um valor constante.
Podem ser usados em bombas, ventiladores e máquinas simples, que necessitam apenas de variação de velocidade e partidas suaves.
Esse tipo de dispositivo possui um controle mais complexo que os escalares e um desempenho dinâmico maior. Utiliza algoritmos inseridos no software que alteram a relação entre tensão e frequência para ajustar o torque.
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.
O inversor de frequência vetorial é usado em aplicações que exigem grande nível de precisão.
Os dois tipos têm estrutura similar, sendo o escalar dedicado a aplicações simples e o vetorial sensorless para compensação de torque e melhor performance.
Como toda inovação tecnológica, os inversores de frequência possuem vantagens e desvantagens.
O valor do inversor 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 pólos (p) do motor:
Onde:
Observe 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.
Constatamos que 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.
Compreendemos que, em muitas aplicações, o seu uso é recomendado para substituir dampers ou válvulas, para ajustar a velocidade e atender às operações de forma mais adequada.
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!
