Controlando vários motores com um único inversor de frequência

Dependendo do projeto, talvez você possa simplificar os controles e reduzir os custos, usando apenas um inversor de frequência para controlar vários motores.

Por Ashwinkumar Govindbhai Patel, gerente de Produtos, Rockwell Automation

Em algumas aplicações, um inversor de frequência pode ser usado para controlar vários motores, se considerações corretas de projeto tiverem sido feitas e se cada motor tiver a proteção adequada. Isso pode oferecer vantagens, como reduzir custos e espaço no painel, além de reduzir a complexidade do controle.

Se a aplicação se encaixar nessas condições – e cada motor puder ser operado com a mesma rotação e ter um inversor de frequência como ponto único de falha –, o próximo passo é examinar as considerações de projeto e selecionar os componentes corretos. O inversor de frequência deve ser dimensionado corretamente e cada motor precisa de uma proteção. Entre as diretrizes recomendadas, temos:

• Para selecionar o tamanho do inversor de frequência, totalize a corrente de carga plena em amperes de todos os motores e acrescente 20% (para acomodar uma pequena fuga por indutância).
• Defina os valores nominais de corrente.
• Em alguns inversores, não é recomendado dimensionar abaixo de 3Hp devido a problemas de acoplamento capacitivo (corrente de carga no cabo).
• A adição de um toróide de modo comum e o uso de cabo de polipropileno (XLPE) ajudarão a minimizar a corrente de carga no cabo.
• Os inversores devem ser configurados para atuar com controle de motor do tipo V/Hz.
• Não é recomendado ligar ou desligar os motores quando o inversor de frequência estiver funcionando.
• Forneça proteção contra sobrecarga para cada motor individualmente.

Em aplicações com vários motores, é necessário uma proteção contra sobrecarga para cada motor, com função de sobrecarga (térmica), no lado da carga de um inversor de frequência. Isso é necessário porque um inversor de frequência pode detectar apenas a sua carga total conectada, mas ele não consegue detectar se um determinado motor está consumindo corrente elevada. Portanto, o inversor não consegue fornecer a proteção de sobrecarga apropriada.

Muitas aplicações usam vários motores da mesma capacidade operando em paralelo na mesma rotação. Nesse caso, vale perguntar:

• Posso usar um único inversor de frequência para controlar vários motores?
• Isso ajuda a otimizar o painel em termos de custo e de espaço?
• Eu tenho os componentes corretos para ajudar a proteger os motores individualmente nesse tipo de configuração?

Nem todos os tipos de dispositivos de proteção contra sobrecarga são adequados para aplicação na saída de um inversor de frequência. Devido aos pulsos de tensão modulados (PWM) e à impedância de pico do motor, ocorrem reflexos dos pulsos de tensão nos terminais do motor. A amplitude desses pulsos depende de:

• Tensão do sistema.
• Tempo de subida da tensão do inversor de frequência.
• Corrente nominal do disjuntor de proteção do motor (impedância de pico).
• Tensão de operação.
• Localização do disjuntor, tipo do cabo e seu comprimento entre o disjuntor e o motor (impedância de pico).

Há alguns desafios para a proteção contra sobrecarga na saída dos inversores de frequência:

• No caso de relés de sobrecarga eletrônicos, sua tecnologia de detecção de corrente pode ser incapaz de medir a corrente de carga e as harmônicas corretamente, ao operar em frequências fora da sua faixa de detecção nominal.
• Para um disjuntor padrão, os desafios estão relacionados ao reflexo dos pulsos de tensão que causam alto esforço no dielétrico das bobinas de disparo magnético do disjuntor, resultando em envelhecimento precoce.

É uma boa prática restringir o comprimento do cabo entre o disjuntor e o motor, abaixo do valor máximo permitido onde se acentua o fenômeno de onda refletida.

Saiba mais sobre os Inversores de Frequência da Rockwell Automation.