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Vantagens de utilizar inversores de frequência.




Vantagens de utilizar inversores de frequência.

Motores elétricos são utilizados em uma série de aplicações e muitas vezes há a necessidade de controlar sua velocidade. Existem algumas maneiras de realizar esse controle, sendo que a mais viável delas é a utilização de inversores de frequência. Esses dispositivos permitem a variação da velocidade do motor por um custo baixo, trazendo uma série de vantagens para o sistema. Confira na lista abaixo algumas delas:

 Redução do consumo de energia elétrica

Ao utilizar inversores de frequência para controlar a velocidade de um motor, o consumo de energia torna-se menor em comparação outras formas de realizar a mesma tarefa, como variadores mecânicos, por exemplo.

Evita acionamentos bruscos

O acionamento de um motor através de um inversor de frequência permite a configuração de uma rampa de aceleração, evitando partidas bruscas que possam danificar componentes do sistema como correias, correntes ou até mesmo o produto manufaturado na máquina.

Aumento da vida útil do sistema

Inversores de frequência aumentam a vida útil dos motores elétricos e do sistema como um todo por diversos motivos. Além da já citada rampa de aceleração que evita acionamentos bruscos, existem várias funções de proteção, como por exemplo em caso de picos na rede elétrica.

Baixo custo de manutenção

A manutenção de inversores de frequência é muito simples e barata. Possuir instalações elétricas adequadas e manter a manutenção preventiva em dia permite que o inversor de frequência funcione perfeitamente por muito tempo.

 Automatização de processos

Mais do que controlar a velocidade de motores, alguns inversores de frequência possibilitam a programação de eventos automáticos. Funções de temporização, por exemplo, são muito utilizadas em climatizadores evaporativos e podem ser configuradas diretamente no inversor.



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Inversor de frequência escalar e vetorial.





Inversor de frequência escalar e vetorial.

Na busca para otimizar o rendimento de um motor de indução trifásico, foi desenvolvido um dispositivo, o inversor de frequência que, gerando uma tensão, é capaz de controlar a velocidade de rotação do motor.


Apesar de terem a mesma função de um conversor, o inversor de frequência é utilizado especialmente em motores CA, ou seja, com corrente elétrica alternada. Largamente aplicado nas indústrias de diversos segmentos, o uso do inversor de frequência permite a criação de equipamentos específicos pelos projetistas.


Para especificar ainda mais as aplicações do inversor há a variação de inversor de frequência escalar e vetorial para atender às diferentes necessidades dos processos. A estrutura do inversor de frequência escalar e vetorial é basicamente a mesma, porém o inversor de frequência escalar e vetorial se distinguem no quesito relação entre tensão e frequência.


A DIFERENÇA ENTRE OS TIPOS DE INVERSORES


Nos casos de inversor de frequência escalar e vetorial, o tipo escalar é usado em tarefas mais simples e tem a lógica do controle de velocidade regulada pela relação tensão-frequência constante. Enquanto o tipo vetorial é mais complexo, pois conta com algoritmos inseridos no software de controle que irão alterar a relação entre tensão e frequência para ajustar o torque, conforme a necessidade.


Portanto, o principal ponto de diferença entre inversor de frequência escalar e vetorial é a capacidade de inversão e, por isso, o inversor de frequência vetorial é usado em aplicações que exigem grande nível de precisão.



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Função do inversor de frequência para bombas.




Função do inversor de frequência para bombas.

É um componente eletrônico que sua função numa motobomba é de controlar a velocidade de um motor de indução. No mercado ele é encontrado em diferentes formatos que vão desde bombas de água que já vem com o inversor de frequência de fábrica (placas internas que são instaladas nos equipamentos) até centrais de quadros de comando com visores e botões.

A utilização do inversor de frequência para bombas é mais comum em sistemas trifásicos. Mas, é possível adotar o dispositivo em redes monofásicas, neste caso será necessário considerar inversor com potência adequada para atender a rede.


Como funciona um inversor de frequência para bombas?

A principal função de um inversor numa bomba da água é variar a velocidade do motor, com a intenção de manter a vazão máxima sem gastar muita energia. Seu funcionamento é ilustrado no seguinte esquema:

A rede elétrica fornece uma frequência que determina simultaneamente a velocidade e o campo elétrico que o motor da bomba trabalhará;


O inversor ficará na entrada de energia do motor ou dentro da própria bomba
O trabalho do inversor para bombas será de aumentar a velocidade caso a frequência for mais alta, e reduzir a velocidade se a frequência for menor. Acelerando a rotação do motor gradativamente ao invés de acionar a bomba com a sua capacidade máxima de velocidade.
A motobomba não operará de forma desnecessária, e o seu motor não trabalhará fora das condições normais, descritas em seu manual. Mas, vale lembrar alguns detalhes que condicionam o funcionamento do inversor, entre eles estão:Desnível geométrico do terreno.


Altura estática
Tubulação
O projeto do sistema no qual a motobomba trabalhará precisa estar bem elaborado. Qualquer deformidade nesse aspecto, comprometerá não só o papel do inversor quanto o trabalho da bomba d’água.


As vantagens de um inversor de frequência

A redução do consumo energético é sem dúvida a principal vantagem desse tipo de equipamento. Porém, existem outros benefícios que orientam a instalação ou compra desse item, vejamos:

Programação de velocidade – é possível programar a velocidade do motor da bomba de acordo com o ritmo deseja. Isso é importante, pois se aproveita toda capacidade do torque do motor, e evita os freios mecânicos, o que compromete o tempo de vida útil do equipamento.

Praticidade de instalação – muitos quadros inversores de frequência disponíveis no mercado são montados de acordo com o projeto hidráulico do estabelecimento e só precisam ser ligados ao sistema que irá fazer parte. Claro que a instalação do equipamento deve ser feita por profissional qualificado.

Automatização – a maior parte dos modelos vendidos são automatizados. É só programar, que o inversor fará todo processo. O que reduz a intervenção humana, evitando a exposição a eletricidades e outros riscos, principalmente em áreas industriais.

Durabilidade das engrenagens – esse controle oferecido pelo inversor de frequência para bombas aumenta a durabilidade das engrenagens da máquina e do sistema.

Não haverá os choques mecânicos, que surgem na partida da bomba, por exemplo porque o inversos de frequência faz com que essa partida seja gradual, de acordo com a necessidade de pressão que o equipamento necessita, Ha uma diminuição nos gastos de válvulas, polias e outros componentes.

Aumento da vida útil da rede hidráulica: Com o inversor de frequência funcionando a rede hidráulica tem menos desgastes por conta da diminuição dos Golpes de Aríete conhecido como entrada de ar na rede que é causado pela variação de pressão e vazão de um equipamento sem o inversor.

Melhora na vazão – o sistema terá uma melhoria considerável na vazão de líquidos; se distribuirá de forma uniforme e precisa. Em sistema de abastecimento de água, se evita o desperdício.



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Como funciona o inversor de frequência.




Como funciona o inversor de frequência.

De maneira genérica, inversor de frequência é um dispositivo eletrônico capaz de variar a velocidade de giro de um motor de indução trifásico. É um dispositivo que transforma corrente elétrica alternada fixa (corrente e tensão) em corrente elétrica CA variável controlando a potência consumida pela carga através da variação da frequência entregue pela rede. Este dispositivo possui este nome pela maneira que ele faz esta variação de giro do motor trifásico.


Motores de indução trifásicos são altamente empregados por terem alta eficiência, baixo custo, robustez e também pela configuração de nossos sistema distribuição de energia, que é feita em corrente alternada (CA). Por estas características o motor trifásico é ideal em quase todo tipo de operação, largamente encontrado na indústria.


No que se diz respeito à velocidade, este motor possui velocidade constante, variando em função de cargas a ele acopladas e na utilização de um inversor de frequência. Seu principio de funcionamento é baseado no campo magnético girante, que surge quando um sistema de alimentação de corrente alternada é aplicada em polos defasados entre si 120º. Desta forma surge o campo magnético, através deste defasamento.


A velocidade de rotação do motor trifásico está ligada a velocidade proporcionada pelo campo magnético girante, está velocidade é chamada de velocidade síncrona, em função do número de polos do motor (característica construtiva) e em função da frequência da rede a qual está ligado. Portanto concluímos que a velocidade do motor elétrico trifásico é diretamente proporcional à frequência da rede. Matematicamente: Velocidade síncrona (Ns) em RPM é o produto de 120 vezes a frequência em Hz (f), dividido pelo número de polos do motor (p).


A utilização do inversor de frequência proporciona flexibilidade de velocidade com segurança e precisão. É possível, por exemplo, controlar a velocidade do motor sem grandes perdas de torque, aceleração suave através de programação, frenagem direta no motor, sem necessidade de freios mecânicos, além de diversas formas de programação de velocidade de acordo com a necessidade da ocasião. Outras vantagens da utilização do inversor de frequência são:


Substituição de variadores mecânicos e eletromagnéticos;
Automatização, segurança e flexibilidade em processos industriais;
Instalação simples;
Diminuição de choques mecânicos na partida do motor;
Precisão e processos;
Menos intervenção humana;


Além destas vantagens, o inversor de frequência possui ótimo custo-benefício, pois proporcionam economia de energia elétrica, maior durabilidade de engrenagens, polias e outros componentes mecânicos.


Rampas de aceleração

O inversor de frequência é muito empregado neste tipo de função, sendo uma das suas maiores ventagens. Quando um motor é energizado, na maioria das vezes, ele parte da inércia para sua capacidade máxima em poucos segundos. Isso é prejudicial aos componentes do motor, pois essa partida brusca pode causar desgaste das correias, engrenagens, entre danos em outras peças.

A rampa de aceleração é usada para resolver esse problema. Ao configurar um inversor de frequência para atuar como rampa de aceleração ele consegue determinar o tempo o qual o motor vai sair da inércia e alcançar sua capacidade máxima.

Esse tipo de configuração aumenta a vida útil do motor e de seus componentes, além de diminuir os custos com manutenção e reposição de peças. Da mesma forma que existem rampas de aceleração, existem as rampas de desaceleração, que consistem na parada suave do motor, com o objetivo de evitar frenagens bruscas.


Configuras as rampas de aceleração em inversores é muito simples. Por padrão, os inversores saem da fabrica com a rampa de aceleração configurada para 5 segundos, mas é possível ajustar este valor de 0,1 segundo até 245 segundos.



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