Publicado em: 28/06/2023
Autor: Consultoria
Como dimensionar um inversor de Frequência?
Saber como dimensionar um inversor de frequência é algo essencial para qualquer indústria que se utiliza de um motor elétrico para a produção. Desde o surgimento e a popularização desses equipamentos a vida útil, eficiência e economia dos motores tem aumentado.
Deve-se sempre dimensionar corretamente um inversor de frequência para operações industriais, isso porque o mesmo traz inúmeras vantagens quando utilizado em seu máximo potencial elevando o desempenho dos motores elétricos e gerando.
Sendo assim, vamos explorar os passos necessários para dimensionar um inversor de frequência de maneira eficiente.
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1. Avalie as características do motor
Antes de dimensionar um inversor de frequência, é fundamental avaliar as características do motor que será controlado, assim saberemos qual o tipo de inversor estamos procurando. Considere os seguintes aspectos do motor:
• Tensão de alimentação: de modo geral existem inversores de frequência que atendem todas as tensões comuns da rede, sendo 220V, 380V e 440V, onde os mais comuns de se encontrar são os inversores de 220V e 380V.
• Regime de trabalho do motor: além da tensão, é necessário saber se o regime de trabalho do motor será em baixa ou alta rotação, seguindo a seguinte lógica:
o Baixa Rotação (<60Hz): em geral, trata-se de uma operação de torques mais altos, portanto, um inversor do tipo vetorial é o mais adequado, pois permite um ajuste mais preciso do torque do motor, mesmo em condições de carga variável.
o Alta Rotação (>60Hz): da mesma forma, em altas rotações é comum trabalharmos com torques mais baixos, portanto, nestes casos um inversor escalar pode ser uma melhor opção, por fornecer controle estável e eficiente em situações em que a demanda de torque não é tão alta e possuem menor custo.
o Obs.: é importante ressaltar que, embora seja menos comum, podem existir situações em que, mesmo em baixa rotação ou alta rotação, seja necessário utilizar o tipo de inversor oposto ao sugerido. Isso ocorre em função das particularidades da aplicação e da demanda de torque específica.
IMPORTANTE: é preciso garantir que haja em todos esses modelos proteções equivalentes as normas regulamentadoras, visto que por conta da tensão a segurança dos usuários pode ser comprometida e, caso o usuário venha a danificar o inversor por conta da incompatibilidade da tensão de rede e operação do inversor, o equipamento pode ser danificado permanentemente.
Além dos fatores internos, também é preciso avaliar fatores externos, como os seguintes:
• Tipo de controle: o CLP é necessário para controlar e ajustar a velocidade da operação das máquinas. E ele deve ser compatível com o inversor selecionado. Avalie se o inversor de frequência pode se integrar facilmente ao sistema de existente por meio de protocolos de comunicação como Modbus ou Profibus.
• Ambiente de instalação: o ambiente onde o inversor vai ser instalado deve ser considerado pelo fato de contribuir para sua eficiência e vida útil do equipamento. Deve-se considerar um local que não exponha o equipamento a chuvas, radiação solar, gases e líquidos inflamáveis, poeiras metálicas e serragem, vibrações, entre outras variáveis que podem prejudicar o inversor.
2. Calcule a potência nominal do inversor
No cálculo de potência é preciso considerar tanto a potência de consumo do motor elétrico (kW) quanto a potência nominal de operação do inversor de frequência (HP ou CV em inglês).
Uma recomendação válida dos fabricantes é sempre dimensionar um inversor de frequência com potência 25% superior ao do motor onde o mesmo será ligado. Com isso em mente o próximo passo é a conversão de unidades de medidas, normalmente os motores apresentam sua potência em kW e os inversores em HP, a conversão se dá pela seguinte relação, onde:
1 HP =745,7W ou 0,7457kW
Normalmente a ficha técnica do motor contem a informação de potência de consumo do mesmo como mostra imagem a seguir:
O inversor de frequência também apresenta tais informações em sua estrutura conforme a figura:
3. Selecione a frequência adequada para o inversor de frequência
Recomenda-se sempre um inversor que consiga trabalhar numa faixa de frequência que contenha a frequência de operação nominal do motor elétrico.
O inversor de frequência controla a velocidade de operação do motor através da variação da frequência, gerando também uma alteração no torque. Para se manter o torque constante é preciso respeitar a relação de tensão sobre frequência (V/F).
Os inversores que seguem esse padrão de funcionamento são os inversores de frequência escalares e são destinados a tarefas mais simples com cargas leves e de baixa exigência, já os inversores de frequência vetoriais utilizam algoritmos mais complexos e trabalham com diferentes níveis de cargas.
Considerar estas diferenças nos garante dimensionar o equipamento com o melhor custo x benefício para nossa aplicação.
Conclusão
Vimos a importância no dimensionamento correto de um inversor de frequência e dos fatores que eles impactam em sua escolha, tanto no ponto de vista econômico quanto no que diz respeito a desgastes e danos nos motores.
Dimensionar um inversor de frequência adequadamente é crucial para garantir um controle eficiente e econômico de motores elétricos. Ao seguir os passos apresentados neste guia, você estará apto a escolher o inversor de frequência correto para sua aplicação específica.
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