O passo a passo para configurar um inversor de frequência

Os Drives são dispositivos ligados a motores elétricos trifásicos, a fim de proporcioná-los benefícios relacionados à eficiência e a operação. Visto essa relação entre dispositivo e máquina, é previsível que ambos devam estar com seus parâmetros condizentes. 

E para isso, é preciso seguir alguns passos importantes para a parametrização, bem como prestar atenção nas configurações limitantes do dispositivo em relação à máquina. 

O inversor de frequência, por exemplo, é um drive aplicado a motores elétricos trifásicos e, como esse dispositivo segue o pré-requisito operacional mencionado acima, é válido estar ciente de como configurá-lo.

Assim, tem-se como resultado, um bom funcionamento do dispositivo e um consequente motor controlado. E você, está interessado em um passo a passo para configurar o seu inversor de frequência?

Pois bem, se a sua resposta é “sim” você está no lugar certo. Basta ficar por aqui e sanar as suas dúvidas a respeito do assunto.

O que é um inversor de frequência

Falar que um inversor de frequência é um “drive” e apresentar os seus benefícios, é algo raso ou insuficiente. 

Por isso, decidimos discorrer sobre este dispositivo de maneira básica e detalhada, a fim de que você possa visualizá-lo e entendê-lo sem dificuldades. 

Primeiramente, vamos falar sobre o que é o inversor de frequência: este dispositivo possui diversos nomes, como “inversor de frequência variável”, “Drive de frequência”, “Variable Frequency Drive” (no inglês), entre outros. A sua estrutura externa é simples. 

Visualmente, tem-se uma “caixa” com botões e um display para visualizar os parâmetros de interesse. Já a sua estrutura interna é basicamente composta, principalmente, por:

Estrutura de um inversor

1. Retificador:
2. converte a corrente alternada de alimentação em corrente contínua. O retificador controlado utiliza SCRs (tiristores) ou transistores, que possibilitam o controle da tensão de saída. Isso é crucial para garantir que o motor receba a quantidade correta de energia, evitando sobrecargas e garantindo eficiência.
3. Circuito intermediário: esse circuito, também chamado de “Link DC”, armazena a energia convertida pelo retificador. Esses componentes, que podem ser capacitores, indutores e barramentos, reduzem ondulações, suavizam e filtram a corrente e distribuem a energia. A estabilidade da corrente é essencial para o funcionamento suave do motor.
4. Inversor: composto por transistores de potência, como IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor) ou MOSFETs (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistors), que criam uma onda de corrente alternada modulada através do chaveamento de onda contínua. Além disso, é composto por Driver de Gate, o qual controla a abertura e fechamento dos transistores de potência, definindo então a sua frequência e amplitude de onda alternada. Este processo é fundamental para ajustar a velocidade do motor conforme necessário.
5. PWM – controle de modulação por largura de pulso (Pulse Width Modulation): Pode ser um DSP (Digital Signal Processor) ou microcontrolador, o qual processa os sinais de controle e cria algoritmos. A modulação PWM é uma técnica que permite o controle preciso da potência entregue ao motor, ajustando a largura dos pulsos de energia.
6. Realiza feedback de controle, o qual alimenta os possíveis controladores mencionados com informações (tensão, corrente e velocidade) de sensores que favorecem o ajuste do motor. Este feedback é vital para ajustes em tempo real, garantindo que o motor opere dentro dos parâmetros desejados.
7. Filtro de saída: formados por indutores de saída (reduz a taxa de variação de corrente) e capacitores de saída (suavizam a tensão de saída). Assim, fornecem a corrente alternada mais limpa para o motor. Isso ajuda a minimizar o ruído elétrico e protege o motor de flutuações indesejadas.
8. Sistema de proteção: desliga o inversor em casos de sobrecorrente, protege contra picos de tensão e sobretemperatura. A proteção integrada é essencial para prevenir danos ao motor e ao inversor, aumentando a segurança e a confiabilidade do sistema.

Vantagens

Visto os componentes internos de um inversor de frequência e as suas respectivas funções, tem-se os seguintes benefícios consequentes do seu uso em um processo industrial:

1. Redução no consumo de energia: visto a velocidade de operação do motor ser coerente com a necessidade. Isso não só reduz os custos operacionais, mas também contribui para práticas mais sustentáveis.
2. Controle de torque e velocidade: por meio da precisão de rotação do motor. Isso é particularmente importante em aplicações que exigem ajustes finos, como em linhas de produção automatizadas.
3. Proteção contra possíveis perturbações e imprevistos: que possam ocorrer no sistema, como sobretensão e sobrecorrente, bem como elevação de temperatura e mudança de carga brusca. A capacidade de resposta rápida a essas condições ajuda a evitar paradas não planejadas e danos ao equipamento.
4. Prolongação da vida útil do motor: ao operar dentro de parâmetros seguros e otimizados, o desgaste do motor é minimizado, resultando em menos manutenção e substituições.
5. Aplicação do sistema em bombas, ventiladores, transportadores, sistemas HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado), entre outros: a versatilidade dos inversores de frequência os torna adequados para uma ampla gama de aplicações, aumentando a eficiência e a flexibilidade operacional.

O passo a passo para configurar um inversor de frequência

A configuração de um inversor de frequência para um motor elétrico trifásico, se dá pela parametrização do dispositivo em relação ao motor. 

Ou como é informalmente dito: precisamos carregar o inversor com os dados de placa do motor. 

Desse modo, ambos os artefatos não vão estar só conectados, como também seguindo os mesmos critérios operacionais. 

A partir desse requisito operacional do inversor de frequência, deixamos abaixo um passo a passo para você, leitor, configurar o seu inversor de frequência.

1. Acesse a placa do motor elétrico, a qual possui os dados do motor em questão. Esses dados são fundamentais para garantir que o inversor seja configurado corretamente.
2. Realize o reset de fábrica no inversor antes de configurá-lo (caso não seja a primeira vez que você vá utilizá-lo). Para isso, acesse o manual do mesmo e veja se o inversor em suas mãos possui um conjunto de botões que devem ser pressionados em conjunto, durante a inserção dos cabos de alimentação do inversor. Isso garante que não haja configurações anteriores que possam interferir na nova configuração.
3. Acesse o menu do seu inversor e escolha o idioma. Esse ajuste pode ser encontrado, por exemplo, no item “setup”. Trabalhar no idioma correto facilita a compreensão e a configuração dos parâmetros.
4. Alguns inversores possuem códigos ou números que devem ser acessados para a inserção de cada parâmetro do motor. Contudo, esses números podem ser acessados de acordo com a função do inversor. Por exemplo, se você deseja alcançar a operação 487, mas não consegue, tente mudar a aplicação do inversor (alguns possuem input de dados na forma vetorial ou escalar, por exemplo). A flexibilidade na configuração permite ajustes mais precisos para diferentes aplicações.
5. Consulte o manual do inversor e veja qual é o número (ou código) do parâmetro do inversor que corresponde ao rendimento do motor. Contudo, nem todos os inversores possuem códigos. Alguns têm a opção “quick start”, a qual exige, em ordem, os parâmetros necessários (potência, tensão, entre outros). A opção de início rápido é útil para configurações básicas e rápidas.
6. Insira os valores, se exigidos, de:
   • Frequência de uso do motor (frequência standard);
   • Pode ser pedido a frequência mínima e máxima de trabalho que você deseja que o motor trabalhe – lembrando que o motor pode trabalhar com frequências acima de 60 Hz);
   • Potência do motor;
   • Rendimento do motor;
   • Fator de potência;
   • Corrente nominal do motor (a corrente varia de acordo com a tensão, então atente-se qual a corrente do motor para a tensão em que ele está sendo alimentado – 220 ou 380 V, por exemplo);
   • Tensão nominal do motor;
   • Rpm (rotação por minuto) e a rotação mínima e máxima do motor (se exigido);
   • Tempo de rampa de aceleração (tempo até que chegue na rotação máxima – importante para preservar os componentes internos do seu motor, através de uma partida mais suave);
   • Tempo de rampa de desaceleração (propósito análogo e operação inversa ao item anterior);
   • Tipo de conexão: pode ser em rede, no próprio inversor, entre outros;
   • Seu motor pode girar no sentido horário e anti-horário? Se sim, os inversores comumente requerem que você configure a direção de velocidade do motor em itens como “limite do motor”, “característica do motor” ou “reversão”. Assim, deixe claro que o motor funciona em ambos os sentidos. Lembre-se também de configurar o sentido de rotação quando o inversor for acionado automaticamente;

Por meio desse passo a passo, você faz com que o seu inversor leia o que o seu motor, de fato, é. Além disso, não se esqueça que não só é importante fazer uma boa parametrização do seu inversor, como também uma boa instalação do mesmo.

Dicas de Instalação e Manutenção

• Instalação Correta: Certifique-se de que o inversor está instalado em um local adequado, longe de umidade e calor excessivo, e que todas as conexões elétricas estão firmes e seguras. A instalação correta é fundamental para evitar falhas prematuras e garantir a segurança do sistema.
• Manutenção Regular: Realize verificações periódicas para garantir que o inversor e o motor estão funcionando corretamente. Isso inclui verificar conexões, limpar componentes e atualizar o firmware, se necessário. A manutenção preventiva ajuda a identificar problemas antes que eles causem falhas significativas.
• Monitoramento Contínuo: Utilize sistemas de monitoramento para acompanhar o desempenho do motor e do inversor, identificando rapidamente qualquer anomalia ou necessidade de ajuste. O monitoramento contínuo permite ajustes em tempo real, otimizando a eficiência e a confiabilidade do sistema.

Como Escolher o Inversor de Frequência Adequado

Escolher o inversor de frequência correto para sua aplicação é crucial para garantir eficiência e longevidade do sistema. Aqui estão algumas considerações importantes:

• Capacidade de Potência: Certifique-se de que o inversor pode lidar com a potência do motor que você está usando. A capacidade de potência adequada evita sobrecargas e garante que o motor opere de forma eficiente.
• Compatibilidade de Tensão: Verifique se a tensão de entrada do inversor é compatível com a fonte de alimentação disponível. A compatibilidade de tensão é essencial para evitar danos ao inversor e ao motor.
• Funções Adicionais: Considere inversores que oferecem funções adicionais, como controle remoto, interfaces de comunicação e opções de programação avançada. Essas funções podem aumentar a flexibilidade e a eficiência operacional.
• Condições Ambientais: Se o inversor será usado em ambientes extremos, escolha um modelo com proteção adequada contra poeira, umidade e temperaturas extremas. A proteção ambiental adequada prolonga a vida útil do inversor e garante seu funcionamento confiável.

Aplicações Comuns de Inversores de Frequência

Os inversores de frequência são usados em uma variedade de aplicações industriais e comerciais. Aqui estão algumas das mais comuns:

• Bombas e Ventiladores: Controle de velocidade para eficiência energética e redução de desgaste. Em sistemas de bombeamento, por exemplo, o inversor pode ajustar a velocidade da bomba para corresponder à demanda, economizando energia.
• Transportadores: Ajuste de velocidade para otimizar o fluxo de materiais. Em linhas de produção, isso permite que o sistema se adapte rapidamente a diferentes requisitos de produção.
• Sistemas HVAC: Controle preciso de temperatura e fluxo de ar em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado. Isso melhora o conforto e a eficiência energética em edifícios comerciais e industriais.
• Máquinas de Produção: Ajuste de velocidade e torque para diferentes processos de fabricação. Isso é crucial em indústrias que exigem alta precisão e flexibilidade, como a automotiva e a eletrônica.

Futuro dos Inversores de Frequência

Com o avanço da tecnologia, os inversores de frequência estão se tornando cada vez mais sofisticados. Aqui estão algumas tendências futuras:

Integração com IoT: Os inversores de frequência estão sendo integrados a sistemas de Internet das Coisas (IoT), permitindo monitoramento e controle remotos. Isso melhora a eficiência operacional e permite manutenção preditiva.

Eficiência Energética Avançada: Novos modelos estão sendo desenvolvidos com foco em eficiência energética ainda maior, ajudando as empresas a reduzir custos e cumprir metas de sustentabilidade.

Automação e Inteligência Artificial: A incorporação de inteligência artificial nos inversores de frequência pode permitir ajustes automáticos mais precisos e eficientes, adaptando-se rapidamente a mudanças nas condições operacionais.

Conclusão

Por meio desse passo a passo, você faz com que o seu inversor leia o que o seu motor, de fato, é.

Além disso, não se esqueça que não só é importante fazer uma boa parametrização do seu inversor, como também uma boa instalação do mesmo.

Quer obter um inversor de frequência? Tem dúvidas em relação a esse dispositivo? Se a resposta é “sim” para ambas as perguntas, não se preocupe.

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