Saiba em quais situações o inversor de frequência deve ser utilizado

O mercado tem disponibilizado, cada vez mais, dispositivos destinados à indústria e a perspectiva é que esse cenário evolua no decorrer dos anos, seja no quesito de quantidade, qualidade e variedade, visto os saltos tecnológicos em tão curto período de tempo.

Neste contexto, conhecer os dispositivos torna-se uma premissa básica aos que estão inseridos no contexto industrial, de modo que saibam também como e quando utilizá-los.

Por este motivo, este texto tem o propósito de discorrer sobre as situações em que o inversor de frequência deve ser utilizado, uma vez que este dispositivo está entre aqueles destinados à indústria e que pode ser implementado nos mais diversos processos industriais.

Assim, se você ainda tem dúvidas se precisa ou não de um inversor de frequência, então acompanhe este texto e analise se a sua necessidade condiz com as situações que serão mencionadas.

O que é um inversor de frequência

De modo prático, o inversor de frequência é um dispositivo industrial que permite modificar a velocidade do seu motor elétrico trifásico, por meio da conversão da frequência de alimentação fornecida ao motor (no Brasil, 60 Hz).

Assim, a vantagem é conseguir utilizar o motor elétrico em rotações diferentes da especificada (nominal).

Em seu sistema, esse dispositivo possui blocos de comunicação (para computador e CLP),  entradas digitais, entradas analógicas e saídas programáveis.

Todas essas configurações acima se comunicarão com o CPU do dispositivo, o qual é a peça principal do sistema, e que também permite a comunicação com a IHM e com o IGBT.

A IHM é a interface homem máquina ou display e permite que os usuários configurem e controlem o inversor de frequência, ajustando parâmetros como velocidade do motor, direção, aceleração, desaceleração e monitoramento de status.

Já o IGBT é um tipo de transistor usado como chave de potência em inversores de frequência e em muitas outras aplicações de controle de potência e tem a capacidade de chaveamento rápido e capacidade de lidar com altas correntes e tensões.

Saiba em quais situações o inversor de frequência deve ser utilizado

Conhecer o inversor de frequência exige mais do que você saiba sobre a sua existência ou como o mesmo funciona.

Na prática, é valioso saber, também, quais as situações em que o dispositivo deve ser utilizado, de modo que o dispositivo venha, de fato, como uma solução industrial.

Por esse motivo, a Nepin propôs este tema, a fim de aproximá-lo, cada vez mais, dos dispositivos industriais que servem como resposta para os seus problemas industriais.

Portanto, confira, abaixo, as situações em que o inversor de frequência deve ser uma opção a ser cogitada no seu processo industrial.

  • Compensação de perda de carga

Sabe-se que a perda de carga pode ser um vilão para o seu processo industrial.

Curvas em tubulações, fluxo de fluido contra a gravidade, filtros, barreiras físicas, entre outros. Esses são fatores, dentre muitos outros, que podem ocasionar a perda de carga.

Sabendo que a função principal do inversor, é o controle de velocidade de rotação do motor, então o aumento dessa variável pode ser uma solução para aumentar também o fluxo de fluido em um sistema, para que o mesmo vença as perdas de carga nele existentes.

Portanto, em situações em que o seu motor elétrico não possuir uma rotação suficiente para vencer as cargas de tubulações, dutos, entre outros, opte por um inversor de frequência.

  • Golpe de Ariete

Em prédios muito altos, por exemplo, é necessário dimensionar uma bomba hidráulica de modo que a mesma faça o fluxo de fluido vencer a gravidade das tubulações.

O problema vem quando o fluxo de fluido, muito alto, se choca com as curvas presentes na tubulação, o que implica em estrondos e em vibrações que podem ser destrutivas, ocasionando vazamentos.

Tudo isso que foi explicado, é um exemplo resumido de como acontece o Golpe de Ariete.

Embora a bomba hidráulica não possa ser subdimensionada para que o golpe aconteça, há a possibilidade de utilizar um inversor de frequência (ou até mesmo um soft starter) para que a rotação inicial do motor seja menor e a mesma evolua com o tempo.

  • Frenagem por contracorrente

As paradas imediatas de um motor elétrico podem acontecer por vários motivos, seja em uma situação de emergência ou no fim de uma operação industrial.

O inversor de frequência é um dispositivo que permite a frenagem com contracorrente.

Em outras palavras, o dispositivo injeta uma corrente contínua no motor elétrico, fazendo com que surja um campo eletromagnético e , como consequência, tem-se um eletroímã útil para a frenagem do eixo do motor.

Essa frenagem pode ser parametrizada, tanto com relação à potência do eixo do motor enquanto o mesmo estiver frenando quanto o tempo.

É importante verificar a quantidade de torque necessária para frear o motor e o tempo de exposição do mesmo durante a frenagem, pois aplicar uma corrente contínua ciclicamente (entende-se como frequentemente) no seu motor, pode danificá-lo.

  • Redução de desgaste de componentes

Assim como foi exemplificado acima, para o Golpe de Ariete, o inversor de frequência pode fazer o trabalho de um soft starter, suavizando a partida do motor.

Então, utilize o inversor em situações que for notado um desgaste mecânico dos componentes mecânicos do seu motor elétrico.

  • Ligação de motor trifásico em rede monofásica

Ao inserir um motor elétrico trifásico em uma rede monofásica, deve-se utilizar um inversor de frequência, pois seus tiristores remontam as senóides da rede de maneira trifásica.

  • Atender velocidades específicas

Para processos que necessitem de uma “receita de bolo”, a qual requer velocidades específicas de rotação do motor para diferentes etapas de processos, opte pelo inversor de frequência.

Como você já sabe, lidar com velocidades diferentes da especificada no motor, é a especialidade deste dispositivo.

Por exemplo, a indústria têxtil exige que máquinas de fiação e tecelagem trabalhem com velocidade específica para que os fios sejam corretamente postos em regiões específicas, garantindo a qualidade do produto final.

  • Controle de torque

Quando máquinas de corte, de embalagem, elevadores, entre outros, exigirem um torque específico para controlar com precisão uma tarefa, não pense duas vezes e utilize o inversor de frequência para exercer a sua função.

Além disso, o recurso “controle de torque” é exclusivo do inversor de frequência vetorial, embora o inversor de frequência escalar possa atender o torque do processo por coincidência (o torque disponível em determinada rotação for o suficiente para atender o torque exigido no processo).

  • Economia de energia

Se o seu motor elétrico acoplado a uma máquina (bomba hidráulica, compressor, etc) for um vilão no consumo de energia, analise a possibilidade de se utilizar um inversor de frequência para reduzir a velocidade do motor sem que este prejudique o desempenho do processo.

  • Controle de Processos Contínuos

Primeiramente, é preciso entender que os processos contínuos são aqueles em que a produção não pode ser interrompida, do contrário, são causadas grandes perdas, como em indústrias químicas, petroquímicas, e de alimentos e bebidas.

Caso você não saiba, essas indústrias, em especial, exigem a estabilidade dos processos para garantir a qualidade do produto final.

Por exemplo, em uma linha de produção de bebidas, a mistura de ingredientes deve ser feita em proporções exatas, e a velocidade dos agitadores deve ser controlada com precisão para evitar desvios na qualidade do produto.

O inversor de frequência, neste contexto, fornece o ajuste de velocidade do motor com base em sinais de sensores, como transmissores de pressão e de nível, que monitoram o processo em tempo real.

Com isso, inversores podem ser utilizados para controlar a velocidade de motores em bombas, ventiladores, e compressores, garantindo que o fluxo de materiais ou gases seja constante e o suficiente para atender as especificações.

  • Proteção contra sobrecarga e aquecimento

Como é de conhecimento geral, várias aplicações industriais submetem os motores a trabalhos severos e que exigem variação de carga, como em transportadoras ou em sistemas de ventilação obstruídos.

Com isso, picos de corrente, superaquecimento e falhas do motor são resultados esperados, mas nada desejados.

Neste contexto, os inversores de frequência surgem como uma solução industrial para estes casos, já que muitos inversores são equipados com funções de proteção que monitoram a corrente e a temperatura do motor em tempo real.

  • Sincronização de Múltiplos Motores

É comum se deparar com um sistema industrial que seja composto por diversos motores elétricos garantindo o funcionamento de diferentes equipamentos (bombas, compressores, entre outros).

Quando o sistema necessita que os motores trabalhem com um controle de velocidade em comum para os processos que acontecem simultaneamente (com produtos e receitas de processo iguais), torna-se interessante o uso de inversores frequência.

Outro exemplo, seria o caso em que uma esteira transportadora passa por diversas seções da linha de produção e isso exige que os motores que acionam as diferentes seções da esteira tenham velocidades iguais.

Os inversores, em casos como estes, podem ser configurados para sincronizar múltiplos motores, garantindo que todos eles funcionem de acordo com uma referência comum de velocidade e torque.

Portanto, se você tem um processo que exige que um motor tenha definido a velocidade e o torque e os outros motores peguem este como referência, o inversor de frequência é a sua solução industrial para esta coordenação.

  • Integração com Sistemas de Automação

Muito se fala do uso de inversores de frequência com sensores e outros controladores e, por este motivo, nada mais justo e óbvio do que declarar a grande chance de ser utilizável um CLP, SCADA, entre outros controladores para determinadas aplicações.

Além disso, a integração de inversores de frequência com controladores permite que estes dispositivos sejam controlados e monitorados remotamente, o que facilita o ajuste de parâmetros, coleta de dados, entre outros.

Se você tem dificuldades em imaginar este contexto, basta imaginar um inversor de frequência em comunicação com um sistema SCADA para monitorar e controlar a velocidade de bombas que alimentam tanques de infiltração em estações de tratamento de água.

O inversor, neste caso, poderia ditar a velocidade das bombas com base na demanda de água, o que otimizaria o consumo de energia gasta e reduziria a frequência de manutenção por uso exacerbado e desnecessário do motor.

Quantas indicações de utilização do inversor de frequência, não é mesmo?

Pois é. Vale ressaltar também que, apesar do inversor de frequência ter a magnífica função de variar a velocidade do motor elétrico, é preciso tomar alguns cuidados.

Por exemplo, reduzir a velocidade de rotação do motor elétrico não traz problema algum. Já o aumento da velocidade do motor elétrico de maneira exagerada, pode reduzir a sua vida útil.

Portanto, avalie se o seu motor elétrico permite a velocidade de rotação do seu interesse. Caso contrário, esteja consciente de que a vida útil do mesmo será reduzida quanto mais exacerbada for a velocidade ajustada pelo inversor.

Para saber mais sobre inversores de frequência, basta clicar aqui para ser direcionado ao nosso artigo completo a respeito deste dispositivo.

E você, gostou do conteúdo e se interessou pelo inversor de frequência?

Se a sua resposta é “sim”, então você está no lugar certo. A Nepin dispõe dos melhores dispositivos industriais do mercado. Para acessá-los, basta entrar no nosso portfólio de produtos.

Abaixo, deixamos um acesso fácil aos dispositivos mencionados neste texto.

 

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