Os sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) são essenciais para assegurar a qualidade do ar interno em ambientes residenciais, comerciais e fabris.
Haja vista o crescimento fabril, aumento da urbanização e a busca pela eficiência energética, os sistemas HVAC modernos passaram a ser equipados com inversores de frequência (VSDs) para acionar bombas e ventiladores e controlar as suas velocidades.
No entanto, a modulação da frequência de alimentação realizada pelo inversor introduz harmônicos elétricos, picos de tensão e interferência eletromagnética (EMI) no sistema.
Todos os fatores mencionados são problemáticos, uma vez que podem aumentar a frequência de manutenção e também os custos operacionais relacionados.
Então, como proceder diante dessas questões? É isso que vamos descobrir neste texto.
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Mitigação de harmônicos e conformidade EMC
Muitos sites e fornecedores decidem vender apenas o produto em específico, apresentando benefícios e resultados comuns aos interesses de gestores que desejam ver progresso industrial.
A Nepin, diferente dos demais sites, oferece tanto o produto e seus benefícios quanto os complementos que devem acompanhá-lo em cada caso. Isso sim é vender a solução industrial que você almeja.
Quando se fala em correntes harmônicas geradas pelos VSDs, é preciso que você pense, já em primeiro momento, em superaquecimento de transformadores, motores e cabeamento, além de interferência em outros equipamentos elétricos do sistema.
Para reduzir esses problemas, alguns complementos podem ser recorridos:
- Indutores de linha (reatores de redução harmônica): suavizam a corrente de entrada e reduzem a distorção harmônica total (THD), garantindo conformidade com normas como a EN 61800-3;
- Bobinas de motor: protegem o isolamento dos motores contra picos de tensão e reduzem o desgaste prematuro.
Proteção do Motor e Redução de EMI
O isolamento do motor elétrico pode ser prejudicado pelo circuito de comutação de alta frequência dos inversores de frequência.
Assim, espera-se que, se não der a devida atenção a esse problema, a vida útil do motor será reduzida, além do aumento do tempo de inatividade.
Para evitar esses possíveis problemas, você pode utilizar:
- Filtros de onda senoidal: para converter a saída PWM do VSD em uma forma de onda quase senoidal, minimizando o estresse elétrico no motor e as emissões de EMI;
- Cabos adequados e aterramento eficiente: essenciais para manter a estabilidade do sistema e evitar interferências – confira os artigos sobre aterramento no nosso site.
Desafios de Instalação em Ambientes Críticos
Com certeza, você já se deparou com inversores de frequência que oferecem altos índices de proteção (ou grau de proteção, IP) no mercado. Esses inversores com proteção IP65/66 estão se tornando cada vez mais comuns em instalações HVAC, especialmente em ambientes sujeitos a poeira e umidade.
Isso é um problema? Não, é claro que não. Afinal, aplicações em ambientes críticos exigem reforços adicionais.
No entanto, esses modelos apresentam desafios relacionados à necessidade de espaço adicional para instalação de bobinas extras.
Desta forma, para manter os padrões EMC e garantir um desempenho confiável do sistema, otimize-o com gabinetes adicionais com gerenciamento térmico combinado a bobinas compactas e com classificação IP coerente com o ambiente em questão.
Impacto de Cabos Longos nos Sistemas HVAC
É comum que os motores elétricos estejam instalados a grandes distâncias dos inversores de frequência, mantendo a integridade deste em ambientes nocivos. Para isso, são utilizados cabos longos, os quais aumentam o risco de EMI e tensão
Nos sistemas HVAC, os motores podem estar localizados a grandes distâncias dos inversores, exigindo cabos longos que aumentam o risco de tensão dV/dt (lembrando que essa taxa pode ser alta também devido à comutação rápida dos semicondutores de potência) e EMI.
Para atenuar esses problemas, é recomendável:
- Utilizar filtros de onda senoidal: suavizam a tensão de saída e reduzem os impactos nos enrolamentos do motor;
- Implementar aterramento de baixa impedância: minimiza ruídos e interferências;
- Adotar reatores de linha: auxiliam na redução de picos de tensão e protegem o motor contra sobretensões.
Conclusão
Os inversores de frequência, dispositivos eletrônicos utilizados para melhorar o controle de velocidade de sistemas industriais e a consequente eficiência, demandam soluções adequadas para mitigar impactos negativos, como harmônicos, EMI e desgaste prematuro do motor.
Neste viés, destaca-se o uso de componentes como filtros de onda senoidal, bobinas de motor e reatores de linha para contribuir para um sistema de maior estabilidade, eficiência energética e conformidade com as normas regulatórias.
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