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Inversores de Frequência
Os inversores de frequência, também conhecidos como conversores de frequência, são dispositivos eletrônicos que convertem a tensão da rede alternada senoidal, em tensão contínua e finalmente convertem esta última, em uma tensão de amplitude e frequência variáveis.
A velocidade de rotação de um motor de indução depende da frequência da rede de alimentação. Quanto maior a frequência, maior a rotação e vice-versa.
Assim, quando um motor de indução for alimentado por um inversor de frequência, pode-se facilmente controlar a velocidade do eixo do motor, por meio da variação de frequência imposta pelo inversor. A frequência de operação de um inversor está normalmente entre 0,5 e 400Hz, dependendo do modelo e da marca.
Os inversores de frequência possuem uma entrada ligada à rede de energia comum de alimentação, podendo ser monofásica ou trifásica, e uma saída que é aplicada ao dispositivo que deve ser alimentado, no caso um Motor de Indução Trifásico (MIT).
Os inversores de frequência não somente controlam a velocidade do eixo de motores elétricos trifásicos de corrente alternada, como também, controlam outros parâmetros inerentes ao motor elétrico, sendo que um deles é o controle de torque.
Esse equipamento versátil e dinâmico é muito utilizado nas mais diversas áreas: elevadores, máquinas-ferramenta, bombas, tração mecânica, etc. Entretanto, deve-se notar que quando a velocidade de um motor é alterada pela variação da frequência, seu torque também será modificado.
Em um motor de indução, o torque desenvolvido é diretamente proporcional à tensão aplicada no estator e inversamente proporcional à frequência dessa tensão. Assim, para manter o torque constante, basta fazer com que a relação tensão/ frequência, ou V/F, seja constante.
Em sistemas de acionamento, os inversores de frequência são usados em motores elétricos de indução trifásicos para substituir os rústicos sistemas de variação de velocidades mecânicos, tais como polias e variadores hidráulicos, bem como os custosos motores de corrente contínua pelo conjunto motor assíncrono e inversor, mais barato, de manutenção mais simples e reposição profusa.
Vantagens do Uso de Inversores de Frequência
- Redução dos custos de instalação.
- Otimização do processo, pois o inversor contribui para a redução das taxas de perdas e consumo de material na produção.
- Possibilidade de controlar as partidas e frenagens dos motores, tornando a operação das máquinas mais suaves. Além disto, o inversor permite operações em vários regimes de carga.
- Menor manutenção, aumentando a vida útil do sistema, uma vez que são usados motores de corrente alternada, mais robustos e mais baratos que os motores de corrente contínua.
- Possibilidade de minimizar o consumo de energia, quando se utiliza rotações menores. Por exemplo, em bombas e ventiladores, o consumo elétrico é proporcional ao cubo da velocidade de rotação. Para uma carga desse tipo, quando ligada a um inversor à meia velocidade, a energia elétrica consumida é de apenas 12,5% da energia que seria gasta se estivesse ligada diretamente à rede elétrica.
- Redução do ruído, menor custo de implantação e manutenção, em relação aos sistemas mecânicos de variação de velocidade.
- Manutenção da capacidade de conjugado aplicado à carga durante toda a faixa de variação de velocidade.
- Melhoria do fator de potência. Inversores de frequência naturalmente corrigem o fator de potência. Apesar de o motor estar operando com um fator de potência baixo (≈ 0,8), em um dado instante de tempo, o fator de potência visto pela rede é o do inversor, que está próximo de um (0,96).
- Possibilidade de se implantar um controle em malha fechada, por meio de uma rotina PID interna ao inversor
Aplicação dos Inversores na Indústria
- Ventiladores / exaustores
- Bombas centrifugas/dosadoras
- Aplicações multibombas / multimotores
- Esteiras transportadoras
- Compressores
- Máquinas em geral (OEMs)
- Agitadores / misturadores -
- Extrusoras