Por que os inversores são mais fáceis de aplicar do que as partidas suaves?

Por que os inversores são mais fáceis de aplicar do que as partidas suaves?

Pesquisas recentes mostram que o mercado mundial de inversores de baixa tensão continua a ser aproximadamente 20 vezes maior do que o de partidas suaves de baixa tensão. Este é um fenômeno muito interessante sabendo-se que pode haver custos substanciais, economia de energia e tamanho ao escolher usar uma partida suave em vez de um inversor para algumas aplicações.

Então, por que inversores são aplicados em situações nas quais partidas suaves seriam suficientes para fazer o trabalho?

A resposta é bem básica: Os inversores funcionarão em quase todas as aplicações, mas as partidas suaves não funcionarão em todas as aplicações. Algumas pessoas interpretam isso como se os inversores fossem mais fáceis de especificar, instalar e comissionar do que as partidas suaves. Isso não é verdade. Há muito mais coisas a considerar quando se aplica um inversor do que quando se aplica uma partida suave. Uma maneira melhor de examinar isso é saber que os inversores atuam em uma variedade mais ampla de aplicações do que partidas suaves.

Todos nós provavelmente já ouvimos a velha expressão “Localização, localização, localização!” na hora de comprar imóveis. Do mesmo modo, ao optar por uma partida suave ou um inversor para determinada aplicação, o importante sempre é “Aplicação, aplicação e aplicação!”

Ao optar por usar uma partida suave ou um inversor, as seguintes perguntas comuns sobre a aplicação devem ser feitas:

  • Quais são os requisitos de torque de carga?
  • O controle de velocidade é necessário durante o modo de operação? A operação reversa em velocidade total é necessária?
  • Existe alguma consideração ou restrição referente à distribuição de alimentação?

Os requisitos de torque de carga de uma aplicação são muito importantes ao escolher uma partida suave ou um inversor. A aplicação precisa de torque de partida alto? Torque total em velocidade zero? Retenção do torque? Partidas suaves são, por definição, partidas de tensão reduzida. Isto significa que o torque total não está disponível na velocidade zero ou em velocidades muito baixas.

Por isso, os seguintes tipos de carga normalmente não são recomendados para partidas suaves: extrusores, bombas de deslocamento positivo, transportadores inclinados (carga negativa), içamentos e elevadores (exceto hidráulicos). Entretanto, um inversor pode produzir torque nominal de 0 até a velocidade nominal e normalmente pode lidar com todos os tipos de carga.

A capacidade de controlar a velocidade é outra consideração importante da aplicação e é determinada pela construção física da partida suave e do inversor. Uma partida suave tem retificadores controlados por silício (SCRs) que conectam a linha de entrada CA ao motor. As propriedades físicas permitem alterar o ponto na forma de onda de entrada CA em que o SCR é ligado, mas não onde ele desliga – os SCRs se desligam por conta própria. Isso permite aumentar a tensão do motor de 0 até a tensão total da linha (controle de tensão). Isto significa que a frequência da linha é sempre aplicada ao motor e que, uma vez que o motor alcança a velocidade, ele funcionará com o valor de rpm equivalente a 60 Hz (ou 50 Hz). O sentido em velocidade total é determinado pela ordem de conexão da alimentação de linha.

Contrariamente, os inversores de frequência têm muito mais componentes eletrônicos ativos – normalmente constituídos por um front end a diodos, um barramento de CC e transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). IGBTs podem ser “ligados” e “desligados” a qualquer momento, por quanto tempo e quantas vezes quiser. Tensões diferentes, assim como frequências diferentes (controle de tensão e frequência) podem ser aplicadas ao motor, o que resulta em controle de velocidade contínuo em qualquer sentido.

Inversores podem operar na maioria dos sistemas práticos de fonte de alimentação, incluindo os que correspondem bem à carga do motor. Normalmente, quando se usa uma partida suave, a fonte de alimentação deve ter a capacidade de permitir que as correntes de partida sejam de 150% a 450% da corrente de carga total do motor. Alguns inversores também podem operar cargas de motor trifásico usando a alimentação de entrada monofásica. Partidas suaves só podem operar com alimentação de entrada trifásica.

Ao optar por uma partida suave ou um inversor para determinada instalação, as características da aplicação são a principal preocupação. Itens como requisitos de torque, controle de velocidade e considerações de distribuição de alimentação devem ser cuidadosamente considerados.

Para aplicações de partida suave, algumas regras gerais incluem:

  • Reduz o desgaste mecânico e os danos ao sistema
  • A limitação da corrente é a principal razão para o método de partida
  • Aplicações de torque de partida mais baixo
  • Aplicações levemente ou moderadamente carregadas
  • Operação com velocidade total

Para aplicações de inversores, as orientações gerais incluem:

  • Controle de velocidade durante o modo de operação
  • Torque de partida elevado
  • Controle de movimento
  • Retenção do rotor em velocidade zero

Seja qual for o método de controle do motor que você selecionar, considerações adicionais para instalação, comissionamento e filtros adicionais ou proteção do circuito devem ser levadas em conta ao especificar uma partida suave ou um inversor.

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Richard Anderson
Publicado 6 Julho 2015 Por Richard Anderson, Product Manager, Rockwell Automation
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