Otimizando Painéis de Controle AFD para Eficiência Energética e Conformidade

A cada ano que passa, o mundo está ficando cada vez mais faminto por energia. Enquanto a demanda continua a subir, nossa sociedade não pode mais sustentar uso irrestrito e ineficiente de recursos não renováveis. A comunidade industrial está seguindo uma tendência de aprimorar a eficiência energética de seus equipamentos, cortando custos que podem ser colocados em outro lugar. A tendência é respaldada por penalidades durante períodos de alta demanda, bem como ação governamental. A legislação ErP na Europa exige o uso de VFDs ou VSDs em motores de classe de alta eficiência e Título 24 na Califórnia requer controle de frequência em segmentos HVAC. Estas demandas iniciaram uma cadeia bem-sucedida de eventos para uso eficiente de recursos não renováveis, e estão chegando até OEMs e construtores de painéis.

À medida que a necessidade de frequência variável se torna uma parte requerida de mais sistemas industriais, drives de frequência ajustável (AFDs) estão se tornando cada vez mais comuns no mercado. Em sistemas usando faixas de potência mais baixas, a existência de AFDs causou dor significativa, já que o hardware pode servir como overkill. A instalação e comissionamento de um drive é um processo longo e complexo envolvendo mais de 100 parâmetros, que têm que ser seguidos mais ou menos para todas as aplicações.

Na maioria dos casos, usuários estão procurando a simplicidade oferecida por partidas suaves, que podem controlar a partida e parada de um dispositivo, mas carecem da capacidade de alterar a frequência e velocidade do sistema. Partidas suaves não requerem comissionamento avançado e são menos caras que AFDs. No entanto, partidas suaves não atendem aos requisitos que AFDs atendem.

Então, como um usuário pode colher os benefícios de um drive mantendo a simplicidade de uma partida suave? Como um fabricante pode projetar painéis de controle para usuários enquanto atende às rigorosas demandas de eficiência energética?

Considerações de Aplicação

O escopo da aplicação deve ser considerado em todos os momentos. AFDs podem ser utilizados em um conjunto diversificado de aplicações, desde paredes de ventiladores a esteiras a bombas de reforço. E cada aplicação tem seus próprios requisitos. Por exemplo, no segmento de mercado HVAC, existem milhares de ventiladores que seguem entradas analógicas baseadas no ambiente e temperatura. Por outro lado, motores de esteira só precisam sinais liga/desliga, embora drives sejam utilizados para lidar com o torque adicional no motor.

Estas aplicações típicas são sobrecarregadas por instalação longa e comissionamento complexo. Ao usar produtos que têm operação de terminal de controle padrão correspondendo aos requisitos básicos da aplicação, o tempo de instalação pode ser significativamente reduzido. Se a aplicação é simples, produtos devem ser usados que têm os parâmetros requeridos definidos como padrão, eliminando assim qualquer tempo adicional de comissionamento que possa vir junto com ele.

Outro produto a considerar é o Partida de Velocidade Variável. Estes são projetados sem keypads, o que pode dificultar a flexibilidade, mas podem criar um design de painel de controle custo-efetivo e realista. Vários usuários de drive preferem que operadores não tenham acesso ao keypad, pois torna o sistema suscetível a mudanças, acidentais ou não. Além disso, uma vez que a porta do painel de controle é fechada, o keypad fica inacessível de qualquer forma, então usar uma partida sem keypad pode reduzir a complexidade e o custo do painel.

Aplicações que requerem múltiplos componentes de controle de motor também requerem proteção de circuito upstream para cada dispositivo. Por exemplo, cinco ventiladores requererão cinco motores, cinco drives, e cinco disjuntores/fusíveis, resultando em um painel de controle muito maior. Mas um drive que foi testado UL pode resolver estes problemas de espaço. Motores em grupo permitem até cinco drives serem protegidos por um dispositivo de curto-circuito upstream. Assim, motores em grupo podem resultar em economia de custos de material e mão de obra, bem como simplificação do design do painel.

Considerações de Fiação

O layout físico dos AFDs pode influenciar grandemente a fiação do painel. Existem dois layouts diferentes de fios de linha e carga que podem ser escolhidos:

• Linha, carga, e fiação de controle através da parte inferior dos drives
• Fiação tipo contator com fiação de linha no topo, fiação de carga na base, e fiação de controle na face do drive respectivamente

Produtos como partida de velocidade variável podem eliminar a necessidade de fiação adicional e intertravamentos mecânicos, enquanto ao mesmo tempo reduzem o espaço do painel requerido. Fiação tipo contator é simplificada em termos de diagramas de fiação e requer menos tempo de comissionamento.

Considerações de Comissionamento

Configurar os parâmetros do drive de frequência requer tempo adicional para instalação. Isso pode ser reduzido usando ferramentas de copiar/colar, que podem empurrar configurações de um drive para o próximo. Por exemplo, se um sistema HVAC é composto por um ventilador de resfriamento e um compressor, as ferramentas podem armazenar os parâmetros. Estes podem então ser usados durante reinstalação, reconfiguração ou sessões de troubleshooting.

Para aplicações básicas, o número de parâmetros pode ser poucos, como frequência do motor, corrente nominal, e frequência fixa. O usuário pode alterar estes indo através do menu de parâmetros no drive ou através de ferramentas baseadas em PC.

Ao identificar a aplicação antes de selecionar o drive, o tempo de fiação, tempo de comissionamento, e custo de material podem ser reduzidos significativamente. O uso de ferramentas pode resultar em simplificação e maior gerenciabilidade a longo prazo, resultando no desenvolvimento de painéis eficazes.

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