Um dos erros mais comuns que cometemos é tomar a decisão precoce de adquirir um certo equipamento sem antes avaliarmos se realmente precisamos dele ou não.
Talvez ele até atenda uma das nossas necessidades mas, quando olhamos o panorama geral, percebemos duas coisa:
- Ou ele entrega muito mais do que o necessário (e o preço tende a subir com isso)
- Ou ele entrega menos do que o necessário ( não contemplando todos os pontos para que a produção saia de acordo com os conformes)
Isso é motivado pelo fato de estarmos acostumados a resolver parcialmente os nossos problemas industriais a troco de um investimento que pode ser significativo ou não.
A conclusão disso é apenas uma: precisamos ser melhores gestores para a nossa empresa.
E essa gestão pode ter o seu início dado por meio de diversas maneiras, inclusive pela busca de informação acerca do seu próximo ativo de investimento.
Neste contexto e sabendo que os motores elétricos corrente alternada (AC) são os mais utilizados na indústria e, considerando também que o inversor de frequência é um dispositivo que atua em motores elétricos, devemos também questioná-lo.
O inversor funciona em qualquer tipo de motor? Quais são as suas capacidades e compatibilidades? O que o limita?
Aproveitando dúvidas como essas, que revelam a natureza do inversor de frequência, temos a dúvida principal, que é também o tema deste texto: será possível utilizar um inversor de frequência AC em motores DC (corrente contínua)?
Este texto tem o propósito de fazer com que você obtenha esse tipo de informação, a qual não é disseminada por aí.
Queremos que você saiba, em específico, o que está fazendo ao obter um inversor de frequência.
E então, vamos conhecer um pouco mais sobre o inversor de frequência?
Conteúdos
O que é o inversor de frequência
O aparelho em questão possui diversos nomes, como: drive de frequência e variador de frequência. Às vezes chamado até mesmo de “variador de corrente”.
Seja lá qual for o nome utilizado para mencioná-lo, o inversor de frequência é extremamente reconhecido.
O seu interior é composto por uma série de dispositivos eletrônicos, como resistores, banco de capacitores, retificadores, filtros de entrada e saída, microprocessador, entre outros.
E todos esses dispositivos foram escalados para compor o inversor de frequência de modo que o mesmo cumprisse o importante propósito de variar a velocidade de motores elétricos corrente alternada através da mudança de frequência de corrente alternada.
E exatamente por causa deste atributo, o inversor de frequência deixou de ser um dispositivo “meta” (visado) e passou a ser um dispositivo essencial para o sucesso de processos industriais.
Se você tem dificuldades em entender o porquê dessa importância toda, basta imaginar quantos benefícios os equipamentos acionados pelos motores podem oferecer ao processo ao atuarem em velocidades menores ou intermediárias.
A consequência direta é simplesmente a qualidade do processo através da adequação da velocidade da máquina para o mesmo, o aumento da eficiência, a economia de energia, entre outros benefícios significativos.
Qual a diferença entre motores DC e Motores AC
O que de fato gera dúvida nessa conversa toda, às vezes, se trata da compatibilidade do motor elétrico com o inversor de frequência.
Afinal, é uma história de “corrente alternada” para lá e “corrente contínua” para cá, o que dificulta bastante o entendimento de quem não está por dentro do assunto.
Por isso, o que você acha de começarmos, primeiramente, explicando a diferença do motor elétrico DC para o motor elétrico AC?
Primeiramente, se refletirmos informalmente a respeito de motores AC e DC, temos uma boa resposta: o que difere um do outro, é a característica da corrente.
No entanto, explicar isso é muito raso e, por isso, vamos discerni-los separadamente.
Motores AC
Como a característica principal deste motor é funcionar a partir de uma corrente alternada, este motor trabalha então com uma corrente que tem a sua magnitude (intensidade) e a sua direção se alternando periodicamente.
O seu movimento é gerado através do princípio da indução eletromagnética, apesar de terem um estator e um rotor.
E por que são os mais utilizados na indústria?
Simples. Eles são mais simples, mais baratos, além de que a corrente elétrica alternada tem baixo custo na rede de distribuição.
Assim, a sua disponibilidade no mercado é maior.
Motores DC
Já estes motores que são projetados para operar em corrente contínua, a sua característica de corrente é que as suas direção e a magnitude são constantes, diferente da alternada.
E por isso, também se diferenciam pelo princípio do movimento, que acontece pelo princípio da repulsão e atração.
Além disso, são divididos em motores DC com escovas (brushed DC motors) e motores DC sem escovas (brushless DC motors).
Assim como os motores AC tem baixo custo de energia elétrica, estão mais disponíveis, entre outros benefícios, os motores DC são conhecidos pela rápida resposta às mudanças de comando, bom controle e velocidade e torque.
Por isso, são utilizados em máquinas ferramentas, por exemplo, onde exigem uma resposta maior ao comando e uma velocidade controlada.
É claro que, no cenário atual em que há um desenvolvimento gigante de eletrônicos de potência, a linha que divide motores DC e AC se tornou mais tênue.
Com o desenvolvimento de motores híbridos e tecnologias de controle avançadas que permitem a flexibilidade em diversas aplicações.
Apesar de tudo, temos que salientar algo que pode não ter ficado explícito: a rede de distribuição de energia elétrica, oferece corrente alternada (AC), o que se enquadra na alimentação dos motores AC.
Por outro lado, os motores DC não podem ser alimentados por corrente AC, ou seja, os motores elétricos corrente contínua devem ser alimentados por baterias, retificadores e inversores.
Pois então quer dizer que os inversores de frequência podem ser alimentados por corrente DC ou AC?
Para ter essa resposta, vamos ao próximo e principal tópico.
Pode-se utilizar inversor de frequência AC (Corrente alternada) em motores DC (corrente contínua)?
Ao lermos o modo de funcionamento do inversor de frequência, acabamos caindo na seguinte frase:
“O inversor de frequência converte a corrente alternada de entrada em corrente contínua intermediária e, em seguida, converte de volta em AC com a frequência desejada”.
Isso é real, mas pode te levar a ter algumas dúvidas, assim como a que foi utilizada para fechar o tópico anterior.
Como dizemos anteriormente, esse papo de AC e DC em motores e inversores pode gerar dúvida, mas fique tranquilo, estamos aqui para te ajudar neste problema.
Então, vamos lá: por que transformar a corrente alternada em contínua?
Isso é feito, pelo retificador inversor de frequência, para que a corrente seja filtrada (sejam retiradas ondulações e a tensão contínua torne-se mais suave).
Daí entra em ação o inversor, que converte a corrente DC em AC e com a frequência desejada, por meio da modulação da tensão contínua, a qual se transforma em uma onda de corrente alternada de frequência controlada.
Essa frequência desejada é “mensurada” pelo circuito de controle que ajusta a frequência e amplitude do sinal de tensão enviado para o motor.
Resumindo, o funcionamento do inversor de frequência é: converter o não desejado, processar e oferecer o desejado.
Agora que foi explicado o funcionamento do inversor, vem a dúvida: podemos utilizar um inversor de frequência AC em motores DC, já que a corrente uma vez durante o processamento será contínua?
A resposta é: não. Não podemos.
Quer saber o por quê?
- O inversor de frequência é projetado, especificamente, para motores AC;
- Os motores DC tem características diferentes dos motores AC e requerem um tipo diferente de controle, assim, são utilizados componentes diferentes para controlar a corrente de ambos os motores.
Portanto, visto que o principal propósito do inversor de frequência é controlar a velocidade, concluímos que, para motores DC, é necessário utilizar outro controlador de corrente.
Estes controladores de velocidade para motores DC são projetados para fornecer a tensão e a corrente adequados para o motor, ajustando a tensão de alimentação ou controlando a corrente através do motor.
Entre esses controladores, temos:
- Controladores de malha fechada: utilizam sensores de feedback para medir velocidade do motor DC e ajustar a tensão ou corrente de acordo com a velocidade de referência desejada;
- Controladores eletrônicos de velocidade: utilizam circuitos eletrônicos para controlar a velocidade do motor DC, variando a tensão de alimentação do motor, podendo até mesmo utilizar frenagem regenerativa e controle de direção;
- Controladores de pulso em largura modulada (PWM): utilizados para controlar a velocidade de motores CC, por meio da alteração da largura dos pulsos de tensão aplicados ao motor em relação ao período fixo.
Através de tantas informações, podemos afirmar que, se você busca algo que controle a velocidade do seu motor DC, não utilize o inversor de frequência.
Mesmo que a corrente DC seja uma etapa do processo de conversão e tratamento da corrente AC que vem da linha de distribuição de energia elétrica, não podemos utilizar inversores de frequência AC em motores DC.
