Como os inversores de frequência variável alteram a velocidade do motor?

Os inversores de frequência variável (VFDs) são usados para controlar a velocidade de motores de indução e síncronos. A complexidade do controlador pode variar de um simples painel de controle operado manualmente a um controlador lógico programável (PLC) mais sofisticado que pode automatizar o controle com base na entrada de variáveis do sistema, como fluxo, nível ou pressão.

Os motores de indução trifásicos operados com tensão de linha têm ondas senoidais relativamente suaves com frequência de 50 ou 60 hertz (Hz), dependendo da localização. Para motores de dois polos, isso equivale a uma velocidade de polo síncrona de 3.000 ou 3.600 rotações por minuto (rpm). Sem um VFD, a velocidade do motor é relativamente constante e muda minimamente em função da carga devido ao escorregamento do motor. Com um VFD, a tensão e a corrente alimentadas ao motor são controladas ligando e desligando transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). A amplitude dos valores de tensão e corrente é controlada pela frequência de chaveamento e tempo de ligar e desligar dos IGBTs. Isso significa que quanto mais tempo os interruptores estiverem ligados em comparação com o tempo em que estão desligados, maiores serão os valores de tensão e corrente.

A modulação por largura de pulso (PWM) é uma forma de onda de alta frequência gerada pelos IGBTs para simular uma forma de onda senoidal para o motor. A frequência da onda senoidal pode ser variada pelo VFD, resultando em uma mudança na velocidade do motor. O PWM é vantajoso porque a perda de potência nos dispositivos de comutação é baixa, resultando em eficiência relativamente alta e benefícios de energia ao considerar a potência hidráulica reduzida em velocidades mais baixas. Com a energia sendo ligada e desligada rapidamente, a forma de onda de energia resultante se aproxima muito da corrente e tensão médias que uma fonte de energia elétrica normalmente forneceria a um motor (onda senoidal). Consulte a Imagem 3.

Para obter mais informações sobre VFDs e como eles são aplicados em aplicações de bombeamento, consulte "Variable Frequency Drives: Guidelines for Application, Installation, and Troubleshooting" em pumps.org.

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