Inversores de Freqüência - Teoria e Aplicações

2 Inversores de Freqüência - Teoria e Aplicações

Capítulo 1 1. Os inversores de freqüência são utilizados em conjunto com motores elétricos com as seguintes finalidades: Ajuste da velocidade de um motor elétrico visando à rapidez do processo; Ajuste do torque de um conjunto de acordo com as necessidades do processo; Redução do consumo de energia e aumento de eficiência.

2. O motor CA possui as seguintes vantagens em relação ao motor C: Custo mais reduzido; O motor CA oferece melhor rendimento que o motor C, proporcionando redução no consumo de energia e menor aquecimento do motor; Redução no custo de manutenção, devido ao fato de o motor CA ter menos componentes na sua fabricação; Outro fator é o rebobinamento de um motor C, que traz resultado inferior ao do motor CA, bem como o número de empresas capacitadas e habilitadas a trabalharem com motores CA, ao passo que em motores C a oferta de oficinas especializadas em rebobinamento é bem menor; Grande disponibilidade de fornecedores de motores CA em relação ao motor C; O motor CA é bem menor que um motor C com a mesma potência; Existe uma padronização de tamanhos, potências e características técnicas dos motores CA; Utilização de chaves de partida convencionais (direta, estrela-triângulo, compensadora, soft-start, inversor de freqüência), enquanto o motor C só pode ser acionado por técnicas especiais; Para controle de velocidade, o sistema CA (inversor de freqüência) é bem mais simples e permite economizar energia, produz menos harmônicos (quando com filtro embutido), tem mais recursos de automação, permitindo operar a máquina de diversas maneiras; Possibilidade de integração via redes industriais de comunicação; O motor CA e o inversor de freqüência podem trabalhar com uma sobrevelocidade de até 20% com manutenção do torque necessário para acionar a máquina, por meio da programação do inversor; Melhor controle, pois o inversor de freqüência com controle vetorial permite estabilidade de operação do motor CA, sem o uso de um tacogerador digital

(encoder). Utilização de recursos de um inversor de freqüência para motores CA que não estão disponíveis em conversores C.

Respostas dos Exercícios 3

3. Podemos dividir construtivamente o motor em duas partes: Estator: composto de chapas ferromagnéticas empilhadas e isoladas entre si, em que fica a carcaça que é a estrutura que também tem a função de suporte do conjunto. Possui uma construção robusta em ferro fundido, aço ou alumínio injetado, resistente à corrosão e com aletas para a refrigeração.

O estator é composto de carcaça, núcleo de chapas e enrolamento trifásico. Rotor: formado por um núcleo ferromagnético, também laminado, sobre o qual se encontra um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais são induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das bobinas do estator. O rotor é composto de eixo, núcleo de chapas, barras e anéis de curto-circuito.

Outras partes: tampa, ventilador, tampa defletora, caixa de ligação, terminais e rolamentos.

4. Lei de Faraday: a corrente induzida em uma espira por meio de uma variação de fluxo produzida por uma força eletromotriz (fem) induzida Ve é proporcional ao negativo da variação do fluxo magnético com o tempo, como mostra a relação seguinte:

Ve = − dΦB / dt

Lei de Lenz: essa lei diz que a corrente induzida ocorre sempre de forma a contrariar a variação da grandeza que a produziu.

5. O sentido da corrente pode ser determinado pela regra da mão esquerda para o caso do gerador e da mão direita para o caso do motor, como indica a figura a seguir, em que I (corrente), B (indução magnética) e F (força) estão representados.

Figura 1.1 - Regras da mão esquerda e da mão direita, usadas para determinar o sentido da corrente no gerador e no motor respectivamente.

6. É a relação entre a potência ativa fornecida pelo motor e a potência ativa solicitada pelo motor à rede.

7. A diferença entre a velocidade do motor e a velocidade síncrona ns chama-se escorregamento s, que pode ser expresso em rpm, como fração da velocidade síncrona ou como porcentagem desta:

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S(rpm) = ns - n

S(%) = 100* (ns − n)/ns 8. Curva que relaciona percentual do conjugado (C) com a variação da velocidade.

De acordo com a norma NBR 7094 existem as seguintes categorias: Categoria N: conjugado de partida normal, corrente de partida normal e baixo escorregamento. A maior parte dos motores encontrados no mercado enquadra-se nessa categoria. Utilizado para acionamento de cargas normais com baixo conjugado de partida, como bombas, máquinas operatrizes etc. Categoria NY: possui as mesmas características anteriores, mas tem a previsão de uma partida estrela-triângulo. Categoria