Publicado em 10 Nov 2020

A aplicação de motores de indução alimentados por conversores de frequência

Redação

Um motor de indução alimentado por conversor de frequência é acionado por um conversor de frequência independentemente de ter sido projetado especialmente para esse tipo de aplicação ou de ter sido originalmente projetado para operação com alimentação senoidal. Um motor de rotação fixa é projetado para operação com tensão senoidal (partida direta) e com frequência nominal típica de 50 Hz e/ou 60 Hz. É um motor dentro do escopo da NBR 17094-1. Os motores de rotação fixa podem ser capazes de operar com conversor de frequência com variação de rotação. conversor de frequência equipamento para conversão eletrônica de potência, alterando uma ou mais características elétricas e incluindo um ou mais componentes de chaveamento eletrônico e componentes associados, como os transformadores, filtros, comutadores auxiliares, controles, proteções, etc. O conhecimento do circuito equivalente do motor elétrico normalmente não é importante para o projeto do conversor de frequência, mas as impedâncias harmônicas do motor influenciam nas perdas causadas pelos harmônicos. A tensão que o conversor de frequência fornece ao motor sintetiza uma onda senoidal usando pulsos quase retangulares com frentes de onda rápidas e amplitude aproximadamente constante (igual à amplitude do barramento cc). Além das perdas bem conhecidas devidas às tensões e correntes fundamentais, a característica não senoidal da tensão fornecida pelo conversor de frequência ocasiona perdas adicionais no motor. Estas perdas adicionais dependem da rotação, tensão, corrente, forma de onda da tensão de saída do conversor de frequência, projeto e tamanho do motor. Se nenhuma indutância ou filtro for utilizado, estas perdas podem representar de 10% a 30% das perdas fundamentais, o que equivale de 1%. a 2% da potência nominal do motor no caso de conversores de frequência de dois níveis. No caso de conversores de frequência de três níveis, as perdas adicionais causadas pelo conversor de frequência são menores, variando tipicamente de 0,2% a 1% da potência nominal do motor. Este efeito tende a diminuir com o aumento da potência do motor. A amplitude e o comportamento característico das perdas adicionais causadas pelo conversor de frequência dependem do projeto do motor, das características do conversor de frequência e do uso de filtros. Deve-se entender os parâmetros de desempenho para motores de indução de baixa tensão (= 1.000 V) alimentados por conversores de frequência PWM tipo fonte de tensão e as características de projeto para motores especificamente projetados para aplicações com conversor de frequência. Também deve-se entender os parâmetros de interface e interação entre o motor e o conversor de frequência, incluindo boas práticas de instalação como parte do sistema de acionamento.

Os benefícios mais significativos da alimentação por conversor de frequência são obtidos pela otimização do fluxo do motor dependendo da carga (por exemplo, redução do fluxo na operação com carga parcial), pois isso reduz as perdas fundamentais, que são consideravelmente maiores do que as perdas adicionais. A otimização de fluxo é frequentemente usada em acionamentos de bombas e ventiladores, nos quais a demanda de conjugado é proporcional ao quadrado da rotação. Em rotações mais baixas, o conjugado necessário é sensivelmente reduzido, podendo ser desenvolvido com menor fluxo e, consequentemente, menores perdas no motor.

O mesmo princípio é usado para o controle do fator de potência, em aplicações em que o conjugado da carga (não necessariamente a rotação) varia, ajustando-se o fluxo do motor de acordo com a necessidade, de modo que o fator de potência do motor permaneça no valor ótimo. Na maioria dos processos, a carga acionada varia conforme a rotação de operação. Os seguintes termos descrevem a característica da carga: carga de conjugado variável, carga de conjugado constante, carga de potência constante.

Para uma correta aplicação de moto...

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