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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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Soft starter.




Soft starter.

Quando um motor trifásico entra em funcionamento, utilizando sua partida direta, há um aumento significativo no nível de corrente, que é denominada corrente de pico (Ip). Essa corrente pode ser bem elevada, chegando a ser 8 vezes maior que a corrente nominal do motor, podendo prejudicar equipamentos eletrônicos da instalação que sejam sensíveis a variações de tensão e até mesmo prejudicar as bobinas do motor. Assim a utilização de equipamentos diferenciados para controlar a partida pode ser a melhor escolha para a diminuição deste efeito.

Para a minimização desta corrente são utilizados métodos que fazem a partida indireta, sendo os principais a partida estrela/triângulo, compensação por autotransformador e a utilização de um soft starter. O último citado é um equipamento eletrônico que é bastante versátil e elimina a aplicação das primeiras formas citadas, pois seus circuitos eletrônicos fazem o papel dos dois métodos.

O funcionamento de um soft starter, se da através de uma ponte tiristorizada (componentes semicondutores), que fazem o chaveamento da tensão para que ela possa ser disponibilizada para o motor de forma crescente, ou seja, irá aumentar gradativamente, garantindo uma partida suave e sem a presença da corrente de pico.

Este chaveamento feito pela ponte é controlado através do sistema de controle e disparo, que é um modulo onde é possível realizar as programações desejadas por meio de parâmetros, que são identificados um a um pelo fabricante e disponibilizadas em um manual.

Além da diminuição do Ip, este equipamento garante vários outros benefícios quanto ao trabalho do motor trifásico.

O processo de desligamento também pode ser feito de forma decrescente.
Detecção de falta de fase do motor, e funcionamento com apenas duas fases.
Conjugado de partida;
Parada por corrente contínua;
Proteção contra sobrecarga;
Contenção do nível de corrente.
Economia de energia.
Proteção contra sobreaquecimento;


Estas características do soft starter são de grande ajuda quando é necessário impor certas definições diferenciadas para um processo.

É possível se obter uma economia de energia, pelo fato de a maioria desses equipamentos possuírem um circuito que diminui a tensão para aqueles processos onde se utiliza apenas 50% da potência do motor, pois diminui a perda de energia por calor, como também utiliza apenas a energia necessária para tal atividade.

Este equipamento pode ser usado em diversas aplicações, aqui citamos algumas destas utilizações:

Bombas centrífugas (saneamento, irrigação, petróleo);
Ventiladores, exaustores e sopradores;
Compressores de ar e refrigeração;
Misturadores e aeradores;
Britadores e moedores;
Picadores de madeira;
Refinadores de papel.



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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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