Construindo um sistema VFD confiável

Unidades de frequência variável (VFDs) lentamente se tornaram a norma industrial para controlar a saída de motores CA trifásicos . Variando a tensão e a frequência, os VFDs alcançam controle suave e confiável do torque e da velocidade do motor. De aplicações de controle de movimento a sistemas de ventilação e fabricação pesada, os VFDs se tornaram um item básico no cenário industrial.

No entanto, a eficiência geral dos VFDs depende muito de sua instalação e da qualidade do equipamento usado durante o processo de projeto. O motor, os cabos e quaisquer outros dispositivos conectados devem ser totalmente compatíveis com as especificações do inversor a ser instalado.

Como funcionam os VFDs?

Os VFDs são essenciais para a tecnologia de estado sólido e convertem a tensão de linha CA trifásica em forma de onda PWM senoidal, através da qual a frequência e a tensão podem ser variadas. Internamente, os VFDs são compostos por:

• Conversor CA para CC
• Barramento CC para filtrar a saída do retificador
• Inversor DC para AC

O inversor é responsável por um fluxo suave de tensão variável e saída de frequência que então acionaria o motor. Para garantir o controle centralizado, um microprocessador é instalado no VFD, governando a operação geral e os parâmetros.

Pré-requisitos

Antes que um VFD possa ser integrado ao seu sistema, você deve se fazer algumas perguntas para certificar-se de selecionar uma unidade com as especificações corretas :

Quais serão as demandas de torque das cargas?

• Os VFDs têm capacidade de sobrecorrente limitada, portanto, unidades pesadas exigiriam uma unidade suficientemente grande.

Quantos motores o drive controlará?

• As correntes de pico de todos os motores devem ser calculadas para se preparar para o pior cenário.

O aplicativo exigirá variação instantânea de velocidade?

• O superdimensionamento da unidade pode ser necessário com base nesse requisito.

O motor terá que lidar com problemas como superaquecimento?

• Um problema comum em aplicações de velocidade reduzida e torque constante.

A fonte de alimentação permanecerá constante?

• Várias unidades industriais usam redução de carga para economizar energia, portanto, se esse for o caso, será necessário selecionar uma unidade com capacidade de backup.

Os gabinetes externos são necessários?

• Isso depende das condições às quais a unidade está exposta. Muita poeira, água ou outros produtos químicos podem prejudicar seriamente os recursos de um VFD.

Seleção de cabos

A incompatibilidade de impedância do cabo para o motor pode causar ondas refletidas nos VFDs, dobrando efetivamente o nível de tensão, o que pode resultar em cabos e componentes danificados. A solução preferida é o uso de isolamento de cabo XLPE, que pode suportar essas ondas refletidas, em comparação com o PVC, que é perigoso em tais aplicações. O uso de tais cabos também traz outros benefícios para o sistema VFD como capacitância reduzida que pode melhorar a vida útil do motor. A propriedade de isolamento térmico também garante que o calor gerado pelas perdas por corona não afete outros equipamentos ou leve a riscos, como fusão do isolamento ou incêndios.

Além disso, um cabo VFD irradia ruído, que é proporcional à quantidade de corrente elétrica que varia dentro dele. À medida que o comprimento do cabo aumenta, também aumenta o ruído e, portanto, é necessária uma blindagem adequada desse cabo. Se não for corrigido, o ruído irradiado pode causar problemas como acoplamento capacitivo entre os enrolamentos do motor e a carcaça, afetando dispositivos próximos, como termopares, encoders, bem como sinais de comunicação de baixo nível.

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