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Mudança no impacto da tecnologia de inversores VFD em ambientes industriais contemporâneos

agosto.23.2024

À medida que os campos de automação industrial e eficiência energética se desenvolvem constantemente, fica claro que os inversores de frequência variável (VFD) deixaram uma marca indelével na mudança de como as máquinas e os processos operam. A aplicação da eletrônica da nova era e dos processos de controle emInversores VFDvai além do aumento da produtividade, pois também há benefícios para a eficiência energética e a sustentabilidade ambiental. No presente artigo, analisamos os fundamentos, aplicações, benefícios e desafios no caminho do desenvolvimento da tecnologia VFD Inverter.

Introdução

Os inversores de frequência variável, que tem sua abreviatura simplesmente como VFDs ou inversores, são dispositivos elétricos cuja função é modular a velocidade e o torque de um motor elétrico, controlando a frequência e a tensão da energia elétrica fornecida. Embora essas sejam convenções sobre como os sistemas tradicionais de controle de motores têm funcionado, ou seja, em velocidades constantes, o uso de VFDs criou novas dimensões, pois os motores podem ser acionados em velocidades apropriadas aos processos.

Componentes-chave e princípio de funcionamento

O retificador é um dos componentes básicos do VFD, onde a fonte de alimentação CA é convertida em CC como o primeiro passo. O próximo passo envolve o uso de um inversor que converte a energia CC de volta em CA, porém com valores variáveis de frequência e tensão. O inversor é montado comutando semicondutores (que são principalmente MOSFETs ou IGBTs) cuja operação "liga" ou "desliga" é acionada por um controlador de microprocessador. Este controlador altera a frequência de comutação em relação ao funcionamento do motor para que fique acima ou abaixo do nível desejável para o feedback dos sensores para os parâmetros de velocidade-carga do motor, entre outros.

Aplicações da tecnologia VFD Inverter

Fabricação: Em linhas de produção automatizadas, os VFDs são usados para variar as velocidades de rotação de transportadores, bombas, ventiladores e vários outros mecanismos e, como tal, melhoram a eficácia do processo, minimizando o desperdício de energia.

Sistemas HVAC: Os acionamentos de motor em um sistema de gerenciamento / automação predial permitem o uso de VFDs para operar chillers, manipuladores de ar, ventiladores em várias velocidades para manter o nível de conforto com consumo mínimo de energia.

Tratamento de água e efluentes: As bombas acionadas por VFD e os agitadores acionados por VFD variam sua velocidade de acordo com as taxas de fluxo variáveis, para que o desempenho permaneça ideal e o consumo seja menor.

Mineração e pedreiras: Aplicações como correias transportadoras e britadores que são bastante pesados podem operar sob o controle do VFD, proporcionando partidas suaves, tensão reduzida e menos gasto de energia.

Vantagens da tecnologia VFD Inverter

Eficiência energética: Supõe-se que os custos de energia possam ser reduzidos em até 50% em algumas aplicações quando os VFDs são configurados de maneira a permitir que as máquinas-ferramentas sejam operadas na velocidade mais eficiente.

Controle de precisão: Ao modular a velocidade e o torque do motor, é possível controlar o processo com altíssima precisão, o que, por sua vez, melhora a qualidade e a uniformidade do produto.

Partida suave: Os VFDs tornam desnecessário o uso de partidas mecânicas para os motores CA, o que, por sua vez, minimiza o estresse no equipamento e melhora a vida útil do motor.

Manutenção reduzida: Como a aceleração e desaceleração suaves eliminam o carregamento repentino de peças mecânicas, a manutenção e os reparos, bem como o tempo de inatividade da máquina devido a reparos, são drasticamente reduzidos.

Perspectivas futuras

Devido aos fatores de maior economia de energia, maior ênfase na sustentabilidade ambiental e aumento da digitalização entre as indústrias, o uso da tecnologia VFD Inverter deve crescer ainda mais. Com os desenvolvimentos adicionais do controle de potência, novos tipos de controle e novos sensores, ainda mais. precisão, estabilidade e eficácia serão alcançadas.

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