Proteja Seus Motores: Os Benefícios Essenciais dos Reatores de Linha

Você está usando atualmente um inversor de frequência (VFD) com seu sistema de motor? Se sim, pode não estar ciente dos danos que drives VFD e outros tipos de dispositivos de controle de motor causam ao seu motor em funcionamento. Estes incluem correntes elétricas e harmônicas. Qual a solução? Um componente barato e compacto chamado reator de linha.

Reatores de linha são dispositivos eletromagnéticos usados como indutores para proteger inversores de frequência (VFDs) e outros dispositivos de distúrbios elétricos como picos de tensão, surtos e transientes. Reatores de linha podem limitar o fluxo de corrente e harmônicas prejudiciais do drive.

Harmônicas são distorções de corrente que ocorrem como resultado da operação de cargas não lineares, como VFDs, junto com sua máquina. Cargas não lineares são aplicadas a motores de máquinas para reduzir custos de energia e melhorar o fornecimento de energia. No entanto, essas cargas criam distorções harmônicas pois produzem correntes não senoidais durante a operação. Se você está experimentando picos de tensão, superaquecimento de equipamentos ou falhas frequentes de máquina, provavelmente está encontrando distorção harmônica. Reatores de linha reduzem picos de corrente e harmônicas arredondando comprimentos de onda.

A maioria das falhas de motores de máquinas são devidas a distúrbios elétricos que ocorrem ao longo do tempo, e embora drives VFD aumentem a eficiência da máquina, eles são altamente sensíveis a picos de tensão e transientes.

Funções do Reator: Linha vs Carga

Agora que você entende como funcionam os reatores de linha, você tem duas opções ao escolher um reator para seu sistema. Reatores podem ser instalados em dois locais diferentes dentro do seu sistema e podem atuar como reator de linha ou de carga. Um reator de linha, também chamado reator de entrada, é instalado entre o VFD e a fonte de energia para proteger o drive. Um reator de carga, também chamado reator de saída, é instalado entre o VFD e o motor para proteger o motor da máquina.

Reatores de Linha

Reatores de linha são colocados no lado de distribuição de energia da linha de alimentação do drive. Reatores de linha ajudam a estabilizar correntes elétricas quando VFDs e outros dispositivos estão em uso. Além disso, reatores de linha ajudam a reduzir transientes e harmônicas que são prejudiciais à vida útil do drive ao longo do tempo. Esses reatores funcionam como uma impedância entre a fonte de energia e o VFD e, como resultado, retardam harmônicas e distúrbios como picos e surtos de tensão. Eles podem proteger seu VFD e estender sua vida útil no processo.

Distúrbios de linha e harmônicas são comuns em muitos tipos de máquinas pesadas e em máquinas onde a energia é ligada e desligada constantemente. Por exemplo, quando uma descarga é acionada enquanto o chuveiro está ligado ao mesmo tempo. Cargas pesadas constantes como essas com mudanças rápidas podem causar disjuntores. Com um reator de linha instalado, isso pode eliminar esses surtos de energia e reduzir o desarme de circuitos.

Reatores de linha devem ser usados quando:

• O lado da linha é propenso a surtos, transientes e harmônicas
• Se dispositivos VFD estão sendo usados no circuito
• Distorção harmônica total de corrente (THID) do drive excede 5%
• Ligando equipamentos pesados ou máquinas passando por cargas pesadas

Reatores de Carga

Reatores de carga são usados no lado do motor da carga do drive. Eles protegem o motor atuando como um buffer quando há uma longa distância entre o motor e o VFD. Como o drive gera ruídos de alta frequência quando é ligado inicialmente, causa picos de tensão. Reatores de carga podem filtrar ruídos causados pelo motor e mitigar ruídos amplificados através de longos comprimentos de cabo. Reatores de carga são recomendados para serem usados apenas se a fiação do motor estiver a mais de 30 metros (100 ft) de distância.

Para distâncias extremas, filtros DV/DT devem ser usados. Filtros DV/DT também ajudam a proteger seu motor reduzindo picos de tensão de dispositivos VFD. Sua diferença dos reatores de carga está na capacidade de ter um alcance maior de proteção. São comumente aplicados em sistemas como esteiras transportadoras, linhas de produção e muitas outras máquinas/equipamentos com longos comprimentos de cabo. Consulte seu técnico especializado, pois outros eletrônicos dentro do seu sistema devem ser considerados ao escolher reatores ou filtros para seu circuito.

Reatores de carga devem ser usados quando:

• Fiação do motor está a mais de 30 metros (100 ft) de distância
• Máquina experimenta picos de tensão que ocorrem como resultado de ser constantemente ligada e desligada
• Lado do motor do drive precisa de proteção ao usar um dispositivo VFD

Impedâncias do Reator: 3% ou 5%

Como escolher um reator para atender às necessidades do seu VFD e motor? Reatores de linha são denominados por impedância (% de impedância da carga Z ou a resistência efetiva percentual de um circuito elétrico), tensão e corrente. A impedância de um reator de linha é determinada pela corrente consumida pelo VFD. A impedância percentual do reator de linha é a mesma porcentagem da impedância do drive dada em carga total. Isso é importante notar, pois reatores de linha são aplicados em porcentagens à carga de corrente do dispositivo em funcionamento. A classificação de corrente é apresentada como a corrente requerida pela carga medida em amperes.

Reatores de linha são comumente usados em impedância de 3% ou 5%, significando que a impedância percentual do reator será aplicada na corrente nominal do dispositivo. Por exemplo, quanto maior a corrente flui através do reator, maior a porcentagem de impedância aplicada. O mesmo ocorre quando o fluxo de corrente reduz, a impedância percentual também reduz.

Impedâncias de três por cento são as mais amplamente usadas, pois melhoram o fator de potência real de entrada e reduzem harmônicas e outros distúrbios entre drives. São usadas para reduzir transientes e prevenir desarme de circuitos. Cinco por cento oferecem os mesmos benefícios dos reatores de 3%, mas são usados em casos extremos de harmônicas.

Usar impedância de 10% pode oferecer melhor proteção do motor quando o motor está longe do VFD. Impedâncias maiores devem ser usadas em conformidade com padrões IEEE 519 para reduzir ruído de operação do motor e temperatura. É importante manter em mente as impedâncias para não superdimensionar o reator de linha para a carga da aplicação.

Notas adicionais: IEEE 519 restringe distorção harmônica total (THD) superior a 5%. Impedâncias percentuais como 3% e 5% são igualmente usadas para minimizar transientes de linha de energia.

Por Que Reatores de Linha São Importantes?

Reatores de linha são altamente recomendados por muitos engenheiros, e quando comparados ao preço do seu motor, são baratos e fáceis de instalar. Reatores de linha não apenas protegem seu VFD, mas também protegem seu motor de distúrbios como transientes, picos e surtos de tensão. Reatores de linha também ajudam a reduzir harmônicas que arruínam seu motor e VFD ao longo do tempo. Reatores de linha podem ser instalados em uma única instalação para múltiplos dispositivos.

Por que você deve usar um reator de linha:

• Reduz harmônicas e mantém seus níveis locais de harmônicas e emissões dentro dos padrões
• Reduz desarme do drive durante comutação de capacitores
• Reduz profundidade de entalhes de tensão encontrados em SCR
• Protege capacitores de barramento DC e diodos de entrada
• Reatores de linha são recomendados quando um dispositivo VFD está em uso

Dado o alto custo de compra de novos VFDs e motores, reatores de linha fornecem uma solução barata para manter seu sistema seguro e funcionando a longo prazo do seu negócio. Reatores de linha/carga são um pequeno investimento que pode ser extremamente eficaz contra harmônicas e distúrbios prejudiciais que dispositivos eletrônicos produzem. A Trimantec oferece uma gama de reatores de linha com impedâncias de 3%, 5% e 10% que podem corresponder aos requisitos do seu dispositivo. Se você não tem certeza sobre qual é o certo para sua aplicação, entre em contato com um de nossos representantes de vendas para que possamos guiá-lo no processo.