Os Variadores de Frequência (VFD) são dispositivos que permitem regular motores assíncronos através de mudanças na frequência da tensão de saída. Estes equipamentos são parametrizados segundo a aplicação: ventiladores, extratores industriais e campânulas extratoras, tapetes transportadores, bombas, misturadores, serras, vibradores, sopradores, secadores industriais, totens publicitários, etc. São conhecidos pelas suas siglas em inglês, VFD (Variable Frequency Drives - impulsores de frequência variável).
Ein Frequenzumrichter erhält seine Energie aus dem Wechselstromnetz der Anlage und wandelt sie über einen Brückengleichrichter in Gleichstrom um. Über einen Filter glättet der Umrichter den Gleichstrom, um ein saubereres Signal zu erhalten, und wandelt ihn danach wieder in einen Wechselstrom um, dessen Frequenz und Amplitude vom Umrichter gesteuert wird. Das Gerät verwendet Halbleiter, die schnell zwischen Leitungs- und Sperrzustand umschalten, um eine kontrollierte Ausgangswellenform zu erzeugen.
In einer letzten Stufe passt der VFD die Frequenz des Ausgangssignals an, um die Drehzahl des Motors zu steuern. Je höher die Frequenz, desto höher die Motordrehzahl. Der VFD kann auch einen Steuerschaltkreis enthalten, der die Ausgangsfrequenz entsprechend dem Drehzahlbedarf des Motors anpasst. Dies kann durch eine Rückmeldung der Motordrehzahl über Sensoren oder durch die Programmierung vordefinierter Parameter erfolgen.
Os variadores de frequência reduzem o desgaste mecânico e prolongam a vida útil do equipamento, pois o processo de arranque e paragem do motor é feito de um modo suave. A precisão do controlo sobre a velocidade, a direção e o binário do motor aumenta e, desta forma, os processos são melhorados, automatizados e integrados em sistemas de gestão complexos ou processos industriais.
Num motor de indução, o fluxo magnético e o binário de motor estão ligados intrinsecamente, através da corrente elétrica que flui no estator. No controlo tradicional, regular um destes elementos afeta o outro, o que pode não ser desejável em certas aplicações. O controlo vetorial supera esta limitação com a utilização de algoritmos de controlo, desacoplando assim o fluxo magnético do binário de motor. Isto é obtido através da transformação das correntes de fase do estator em dois componentes ortogonais: um que controla o fluxo magnético e outro que controla o binário de motor.
A escolha de um variador baseia-se, essencialmente, nos parâmetros do tipo e da potência do motor a que vai estar conectado.
O motor elétrico tem duas peças principais, o estator e o rotor. O estator é estático e envolve o rotor e a sua função é receber eletricidade e criar um campo eletromagnético rotativo, que o rotor segue. Como este campo impulsiona o rotor, encontramos dois tipos de motores.
O campo eletromagnético e o rotor rodam de forma síncrona, pelo que funcionam a uma velocidade constante, em sincronia com a frequência da corrente de alimentação. São motores eficientes em cargas constantes e são utilizados em aplicações que requerem uma velocidade constante, sob diferentes condições de carga.
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O campo eletromagnético é mais rápido que o rotor, pelo que a velocidade varia com a carga, de maneira que não é proporcional à frequência de alimentação. São motores mais robustos e menos dispendiosos que os síncronos, amplamente utilizados na indústria devido à sua simplicidade e durabilidade. Com um variador de frequência, podemos melhorar significativamente o seu controlo de velocidade e eficiência.
No modo de controlo tensão-frequência, a tensão de saída é sempre proporcional à frequência, pois, desta maneira, o fluxo magnético é mantido constante no motor. É por esta razão que o binário de motor pode ser mantido em qualquer velocidade que seja selecionada. Existe uma exceção durante o arranque, pois, para superar o atrito, o variador proporciona mais tensão de saída. Esta função é conhecida como boost.
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O controlo vetorial implica manipular independentemente a grandeza e a fase das correntes que alimentam o motor, o que permite controlar a velocidade e o binário de maneira independente. Isto é realizado mediante a estimativa e o controlo da corrente e o fluxo magnético no motor.
Die VFC werden häufig mit Adaptern zur Montage am Flansch ausgestattet, die in staubigen Umgebungen Schutz bieten, indem sie die Elektronik in einem sauberen Raum halten, während der Kühler zur Wärmeableitung der Umgebung ausgesetzt ist. Die zusätzliche Konsolen ermöglichen die Fernsteuerung und das Kopieren von Parametern der Umrichter.
Und um Interferenzen und Störungen zu vermeiden, da die Netzcharakteristiken von Fall zu Fall sehr unterschiedlich sind, können VFD einige Zusatzgeräte erfordern. Die Ausgangsferrite reduzieren Spannungsspitzen und die vorzeitige Alterung des Motors und werden für Installationen mit Kabeln zwischen 50 und 100 Metern empfohlen. Die Sinusfilter wandeln die Wellenform in reine Sinuskurven um und beseitigen Probleme, die durch die Kommutierung der IGBT (zweipolige Transistoren mit isoliertem Gate) verursacht werden, und Netzinduktivitäten reduzieren Oberwellen und schützen vor Überspannungen und Mikrounterbrechungen.
Permite ligar os variadores a um computador, bem como configurá-los e monitorizá-los, simplificando assim a sua colocação em funcionamento e a manutenção.
- Importação e exportação de ficheiros de parametrização dos variadores.
- Visualização e modificação dos parâmetros.
- Comparação rápida entre os parâmetros programados e por defeito.
- Osciloscópio de 10 canais, com armazenamento de dados, exportação, etc.
- Monitorização múltipla: um computador pode monitorizar diferentes variadores em simultâneo.
A poupança de energia por meio de soluções que otimizem a eficiência é um assunto de plena atualidade e que, sem qualquer dúvida, nos vai acompanhar no futuro. Deixando de lado fatores geopolíticos, houve uma mudança que tem a sua origem na sensibilização da opinião pública para a necessidade de limitar as emissões de carbono, um objetivo que exige consumir menos energia.
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O mundo enfrenta as consequências das alterações climáticas, que afetam a população no seu conjunto. Não obstante, de um ponto de vista puramente económico, não há dúvida de que o setor agrícola é um dos primeiros a lidar com este desafio premente.
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