Quais características do motor devem ser consideradas ao selecionar um inversor CA?

Selecionando o certo Inversor CA (também conhecido como inversor de frequência variável ou VFD) é uma etapa crítica na otimização de qualquer sistema acionado por motor. O desempenho do inversor está intrinsecamente ligado ao motor que ele controla, tornando um conhecimento profundo das características do motor absolutamente essencial para o emparelhamento adequado, a eficiência e a longevidade do sistema.

Aqui estão as principais características do motor que devem ser rigorosamente consideradas ao escolher um Inversor CA :

1. Tipo de motor e classificação de serviço

A natureza fundamental do motor determina as capacidades de controle do inversor e o desempenho necessário:

• Tecnologia de Motor (Indução vs. Síncrona):

  • Motores de indução: O tipo mais comum. Os motores de indução padrão podem ser adequados para aplicações simples e de carga leve. Entretanto, para controle preciso ou operação em baixa velocidade sob torque constante, um motor de serviço inversor muitas vezes é necessário. Esses motores possuem isolamento e resfriamento aprimorados para suportar comutação de alta frequência e picos de tensão gerados pelo inversor CA (controle PWM).

  • Motores de ímã síncrono/permanente: Isso exige algoritmos de controle mais avançados (geralmente controle vetorial) do inversor de CA para gerenciar velocidade e torque precisos sem 'deslizamento'. O inversor deve ser classificado especificamente para este tipo de motor.

• Classificação de isolamento: A classe de isolamento do motor (por exemplo, NEMA/IEC) deve ser capaz de tolerar os picos de tensão e o conteúdo harmônico produzido pelo inversor CA. Usar um motor sem classificação de inversor com um inversor moderno pode levar à falha prematura do motor.

• Gabinete e resfriamento: Os motores padrão refrigerados por ventilador perdem capacidade de refrigeração em baixas velocidades. Para aplicações contínuas, de baixa velocidade e de torque constante, a combinação inversor/motor deve levar em conta isso, muitas vezes exigindo um dedicado motor de serviço inversor com um ventilador independente ou um acionamento que limite a operação em baixa velocidade.

2. Classificações Elétricas e Compatibilidade

A correspondência com as especificações elétricas principais não é negociável para segurança e operação:

• Classificações de tensão e potência (HP/kW): A tensão nominal e a potência nominal do inversor CA devem corresponder ou exceder as classificações da placa de identificação do motor. A capacidade de corrente de saída do inversor normalmente é o fator mais crítico, pois deve lidar com a corrente de plena carga (FLA) .

• Amperes de carga total (FLA): A corrente contínua nominal do inversor deve ser igual ou superior à FLA do motor, especialmente quando operando na velocidade base do motor.

• Frequência de entrada (50 Hz ou 60 Hz): Embora a função do inversor CA seja variar a frequência de saída, sua seção de entrada deve ser compatível com a frequência da fonte de alimentação da instalação.

3. Requisitos de torque e velocidade

A curva de desempenho do motor determina o tipo de controle exigido do Inversor CA :

• Curva Torque-Velocidade (Tipo de Carga):

  • Torque Variável: Cargas como bombas centrífugas e ventiladores requerem um torque que aumenta com o quadrado da velocidade. Motores padrão e controle V/Hz simples no inversor de frequência são geralmente adequados, pois é necessário menos torque em baixas velocidades.

  • Torque Constante: Cargas como transportadores, bombas de deslocamento positivo e extrusoras exigem a mesma quantidade de torque em toda a faixa de velocidade. Isto requer um inversor de CA mais robusto e muitas vezes um motor de serviço inversor para evitar superaquecimento em baixas velocidades.

• Faixa de controle de velocidade: A faixa necessária (por exemplo, 10:1, 100:1 ou mesmo 1000:1) determina a tecnologia de controle no inversor de frequência. O controle simples de V/Hz fornece uma faixa limitada, enquanto o controle vetorial sem sensor (SVC) ou o controle vetorial de malha fechada (que requer um codificador de motor) oferece controle preciso de velocidade e torque em ampla faixa.

• Torque inicial: O inversor deve ser dimensionado para fornecer o torque necessário para acelerar a carga a partir da paralisação. Isso geralmente envolve a unidade capacidade de sobrecarga —sua capacidade de fornecer corrente superior à nominal por curtos períodos (por exemplo, 150% por 60 segundos).

4. Metodologia de Feedback e Controle

A configuração do motor muitas vezes determina o modo de controle mais adequado no Inversor CA :

• Dispositivo de feedback do motor:

  • Sem feedback (V/Hz de malha aberta ou vetor sem sensor): Usado para aplicações mais simples. Inversor CAs confie em modelos de motores internos sem feedback direto de velocidade ou posição.

  • Codificador/Resolvedor (Vetor de Loop Fechado): Necessário para aplicações que necessitam de regulação de velocidade extremamente precisa, controle de torque ou capacidade de retenção de velocidade zero (como guindastes ou elevadores). O inversor CA deve ter os terminais e software apropriados para processar esse feedback.

• Pólos do motor: O número de pólos (2, 4, 6, etc.) determina a velocidade síncrona do motor em uma determinada frequência, que o Inversor CA deve levar em consideração seus algoritmos de controle.

Ao avaliar cuidadosamente essas características do motor, os engenheiros podem garantir o Inversor CA fornece a energia, proteção e controle preciso necessários para a aplicação, maximizando a eficiência e minimizando o tempo de inatividade.