Como funciona o inversor de frequência

De maneira genérica, inversor de frequência é um dispositivo eletrônico capaz de variar a velocidade de giro de um motor de indução trifásico. É um dispositivo que transforma corrente elétrica alternada fixa (corrente e tensão) em corrente elétrica CA variável controlando a potência consumida pela carga através da variação da frequência entregue pela rede. Este dispositivo possui este nome pela maneira que ele faz esta variação de giro do motor trifásico.

Motores de indução trifásicos são altamente empregados por terem alta eficiência, baixo custo, robustez e também pela configuração de nossos sistema distribuição de energia, que é feita em corrente alternada (CA). Por estas características o motor trifásico é ideal em quase todo tipo de operação, largamente encontrado na indústria. No que se diz respeito à velocidade, este motor possui velocidade constante, variando em função de cargas a ele acopladas e na utilização de um inversor de frequência. Seu principio de funcionamento é baseado no campo magnético girante, que surge quando um sistema de alimentação de corrente alternada é aplicada em polos defasados entre si 120º. Desta forma surge o campo magnético, através deste desfasamento.

A velocidade de rotação do motor trifásico está ligada a velocidade proporcionada pelo campo magnético girante, está velocidade é chamada de velocidade síncrona, em função do número de polos do motor (característica construtiva) e em função da frequência da rede a qual está ligado. Portanto concluímos que a velocidade do motor elétrico trifásico é diretamente proporcional à frequência da rede. Matematicamente: Velocidade síncrona (Ns) em RPM é o produto de 120 vezes a frequência em Hz (f), dividido pelo número de polos do motor (p).

Como funciona o Inversor Frequência

O inversor de frequência, como já dito anteriormente, é um dispositivo eletrônico que tem como sua principal função a variação da rotação de um motor trifásico, através de mudança da frequência que o mesmo proporciona em seus contatos de saída. Assim podemos alternar facilmente a velocidade com a qual o motor vai trabalhar. A fórmula apresentada anteriormente nos mostra como isso funciona. A frequência fornecida pela rede (frequência de entrada no motor) determina a velocidade síncrona do campo elétrico pela qual o motor trabalha. O inversor atua mudando esta frequência na entrada do motor, caso a frequência seja maior, consequentemente a velocidade do motor será maior, e caso a frequência seja menor a velocidade também é menor. O uso de um inversor de frequência ocasiona uma série de vantagens, como, por exemplo, explorar o funcionamento do motor e condições não descritas nas suas características construtivas. Acompanhe no vídeo abaixo a ilustração desta explicação e o teste de redução de velocidade de um motor trifásico através de um inversor de frequência.

A utilização do inversor de frequência proporciona flexibilidade de velocidade com segurança e precisão. É possível, por exemplo, controlar a velocidade do motor sem grandes perdas de torque, aceleração suave através de programação, frenagem direta no motor, sem necessidade de freios mecânicos, além de diversas formas de programação de velocidade de acordo com a necessidade da ocasião. Outras vantagens da utilização do inversor de frequência são:

Substituição de variadores mecânicos e eletromagnéticos;
Automatização, segurança e flexibilidade em processos industriais;
Instalação simples;
Diminuição de choques mecânicos na partida do motor;
Precisão e processos;
Menos intervenção humana;

Além destas vantagens, o inversor de frequência possui ótimo custo-benefício, pois proporcionam economia de energia elétrica, maior durabilidade de engrenagens, polias e outros componentes mecânicos.

Rampas de aceleração

O inversor de frequência é muito empregado neste tipo de função, sendo uma das suas maiores vantagens. Quando um motor é energizado, na maioria das vezes, ele parte da inércia para sua capacidade máxima em poucos segundos. Isso é prejudicial aos componentes do motor, pois essa partida brusca pode causar desgaste das correias, engrenagens, entre danos em outras peças. Deste aforma o úmero de manutenção é maior, e a vida útil do motor menor.

A rampa de aceleração é usada para resolver esse problema. Ao configurar um inversor de frequência para atuar como rampa de aceleração ele consegue determinar o tempo o qual o motor vai sair da inércia e alcançar sua capacidade máxima, sem “trancos”. Esse tipo de configuração aumenta a vida útil do motor e de seus componentes, além de diminuir os custos com manutenção e reposição de peças. Da mesma forma que existem rampas de aceleração, existem as rampas de desaceleração, que consistem na parada suave do motor, com o objetivo de evitar frenagens bruscas.

Configuras as rampas de aceleração em inversores é muito simples. Por padrão, os inversores saem da fabrica com a rampa de aceleração configurada para 5 segundos, mas é possível ajustar este valor de 0,1 segundo até 245 segundos.

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