No ambiente industrial altamente competitivo de hoje, otimizar o consumo de energia e o controle de processos não é apenas uma vantagem, mas também uma necessidade. No centro desta transformação está um dispositivo poderoso: oconversor de frequência, também conhecido como Unidade de Frequência Variável (VFD).
Aconversor de frequência, comumente referido como acionamento de corrente alternada ou acionamento de frequência variável (VFD), é um dispositivo eletrônico de potência avançado projetado para controlar a velocidade e o torque de um motor de corrente alternada (CA). Isto é conseguido variando a frequência e a tensão da energia fornecida ao motor. Em aplicações tradicionais de velocidade fixa, um motor ligado diretamente à fonte de alimentação principal funciona a uma velocidade constante, resultando muitas vezes numa quantidade significativa de desperdício de energia, especialmente em sistemas onde o fluxo ou a pressão precisam de ser regulados por dispositivos mecânicos, como válvulas ou amortecedores.
Operação básica a operação básica do variador de velocidade compreende um processo de mudança de duas etapas.
Primeiro, a energia CA de frequência fixa recebida (por exemplo, 50/60 Hz) é convertida em corrente contínua (CC) por um componente chamado retificador. A energia CC é então suavizada e filtrada antes de ser "invertida" de volta para energia CA pela seção do inversor.
Mais importante ainda, a frequência e a tensão desta nova saída CA podem ser controladas com precisão pelo microprocessador do inversor. Esse recurso permite que o operador combine com precisão a velocidade do motor com os requisitos do processo, o que é a base do seu potencial de economia de energia.
Retificador: converte entrada CA trifásica ou monofásica em CC.
Barramento CC (com filtro): Alimentação CC que utiliza capacitores e indutores para armazenar e suavizar a transição.
Conversor de frequência: o núcleo do conversor de frequência. Transistores bipolares de porta isolada (IGBTs) são usados para ligar e desligar a fonte de alimentação CC em uma frequência muito alta.
Unidade Microprocessadora (MPU): O cérebro que controla toda a operação, executa o algoritmo de controle e processa os sinais da unidade de detecção.
Interface de Controle: Permite configuração de parâmetros, monitoramento e integração em um sistema de controle mais amplo.
Economias de energia significativas (20-50%):Esta é a maior vantagem das cargas centrífugas, como ventiladores e bombas. A lei da afinidade afirma que a potência consumida por uma bomba ou ventilador é proporcional ao cubo de sua velocidade. Uma redução de 20% na velocidade reduz o consumo de energia em quase 50%. Os inversores SPX usam algoritmos avançados para combinar a saída do motor com a demanda precisa de carga em tempo real.
Controle preciso do processo:Além de alterações simples de velocidade, o modo de controle vetorial permite o ajuste preciso de velocidade e torque. Isso melhora a qualidade do produto, estabiliza as linhas de produção e reduz o desperdício em indústrias como têxteis, usinagem e embalagens.
Redução do estresse mecânico e manutenção:Os inversores de frequência variável fornecem partida suave para aumentar gradualmente a velocidade do motor. Isso elimina altas correntes de partida para partida direta on-line (sobrecarregando o sistema elétrico) e evita solavancos repentinos de torque que podem desgastar correias, engrenagens e rolamentos. Também evita o efeito prejudicial de “golpe de aríete” em sistemas de bombeamento.
Vida útil prolongada do equipamento:Ao operar o motor sob condições controladas, evitando sobrecargas térmicas, tensões elétricas e choques mecânicos, o VFD prolonga significativamente a vida útil do motor e do equipamento acionado.
Sistemas HVAC:Controla a velocidade dos ventiladores em unidades de ar condicionado e a velocidade da bomba em sistemas de água fria/quente para um controle climático ideal e máxima eficiência energética em edifícios comerciais.
Tratamento de Água e Efluentes:Ajuste as velocidades das bombas em filtração, sopradores de aeração e sistemas de dosagem para responder às mudanças nas demandas, garantindo a estabilidade do processo e minimizando o consumo de energia.
Manuseio de materiais:Proporciona aceleração e desaceleração suaves para transportadores, guindastes e elevadores, melhorando a segurança, a precisão do posicionamento e reduzindo o derramamento de produto.
Máquinas-ferramentas e fabricação:Fornece controle preciso da velocidade do fuso para centros de usinagem, coordena o movimento para linhas de produção automatizadas e melhora a qualidade e o rendimento do produto.
Energia renovável:Maximizar a utilização da energia eólica como componente chave em sistemas como as turbinas eólicas.
