A regulação de velocidade por conversão de frequência geralmente se refere a um sistema eletromecânico como este: motor de indução com regulação de velocidade por conversão de frequência, conversor de frequência, controlador programável e outros dispositivos inteligentes, atuadores terminais e software de controle, etc., constituem um sistema de regulação de velocidade CA de malha aberta ou fechada. Este tipo de sistema de controle de velocidade está substituindo, de forma inédita, os esquemas tradicionais de controle de velocidade mecânico e CC, o que melhora significativamente o grau de automação mecânica e a eficiência da produção, além de tornar os equipamentos cada vez mais miniaturizados e inteligentes.
Considerando o consumo de energia de todos os motores em aplicações industriais, cerca de 70% deles são utilizados em ventiladores e bombas. Os benefícios da economia de energia e da redução de emissões para essas cargas são evidentes: enormes vantagens econômicas e impactos sociais sustentáveis. Justamente com base nesse propósito, a regulação de velocidade por conversão de frequência em motores CA é amplamente utilizada. Por exemplo, em um ar-condicionado inverter, quando a temperatura definida pelo aparelho é reduzida, basta controlar a velocidade do motor para diminuir a potência de saída.
Além de economizar energia e ser fácil de popularizar e aplicar, os motores assíncronos com regulação de frequência variável têm a vantagem da partida suave, não havendo necessidade de avaliar o desempenho de partida. O único problema crucial a ser resolvido é a melhoria da adaptabilidade do motor a energias não senoidais.
Princípio de funcionamento do conversor de frequência
O conversor de frequência que utilizamos adota principalmente o modo CA-CC-CA (conversão de frequência VVVF ou conversão de frequência com controle vetorial). Primeiramente, a energia CA de frequência industrial é convertida em energia CC por meio de um retificador, e então a energia CC é convertida em energia CA com frequência e tensão controláveis para alimentar o motor. O circuito do conversor de frequência é geralmente composto por quatro partes: retificação, barramento CC intermediário, inversor e controle. A parte de retificação é um retificador trifásico em ponte não controlado, a parte do inversor é um inversor trifásico em ponte com IGBT, e a saída é uma forma de onda PWM, e o barramento CC intermediário filtra, armazena energia CC e amortece a potência reativa.
O controle de frequência tornou-se o principal método de controle de velocidade, sendo amplamente utilizado em transmissões contínuas em diversos setores industriais. Com a crescente aplicação de conversores de frequência no controle industrial, o uso de motores com conversores de frequência também se tornou cada vez mais comum. Pode-se afirmar que, devido à superioridade dos motores com conversores de frequência em relação aos motores convencionais, é comum encontrar motores desse tipo em aplicações que utilizam conversores de frequência.
O teste de motores de frequência variável geralmente requer alimentação por um conversor de frequência. Como a frequência de saída do conversor apresenta uma ampla faixa de variação e a onda PWM de saída contém muitos harmônicos, o transformador e o medidor de potência tradicionais não atendem mais às necessidades de medição do teste. Analisadores de potência com conversor de frequência e transmissores de potência com conversor de frequência, entre outros, são necessários.
A bancada de testes de motores padronizada é um novo tipo de sistema de teste lançado para o plano de melhoria da eficiência energética de motores, em resposta à economia de energia e à redução de emissões. A bancada de testes de motores padroniza e instrumenta o sistema complexo, melhora a confiabilidade do sistema, simplifica o processo de instalação e depuração e reduz o custo do sistema.
Características especiais do motor de conversão de frequência
Projeto de classe B para elevação de temperatura, fabricação com isolamento de classe F. O uso de materiais isolantes poliméricos e processo de fabricação com verniz impregnado a vácuo, juntamente com uma estrutura de isolamento especial, melhoram significativamente a resistência à tensão e a resistência mecânica do isolamento do enrolamento elétrico, o que é suficiente para a operação em alta velocidade do motor e para resistir ao impacto de corrente de alta frequência e à tensão do inversor, evitando danos ao isolamento.
O motor de conversão de frequência possui alta qualidade de balanceamento e nível de vibração R. A precisão de usinagem das peças mecânicas é elevada, e são utilizados rolamentos especiais de alta precisão, que permitem o funcionamento em alta velocidade.
O motor de conversão de frequência adota um sistema de ventilação forçada e dissipação de calor, e todos os ventiladores axiais importados são ultrassilenciosos, de longa vida útil e proporcionam forte fluxo de ar. Isso garante a dissipação de calor eficaz do motor em qualquer velocidade, permitindo a operação contínua em alta ou baixa velocidade.
Em comparação com os motores de frequência variável tradicionais, este possui uma faixa de velocidade mais ampla e maior qualidade de projeto. O design especial do campo magnético suprime ainda mais os campos magnéticos harmônicos de alta ordem, atendendo aos indicadores de projeto de banda larga, economia de energia e baixo ruído. Apresenta uma ampla faixa de torque constante e características de regulação de velocidade de potência, regulação de velocidade estável e ausência de ondulação de torque.
Possui boa compatibilidade de parâmetros com diversos conversores de frequência. Em conjunto com o controle vetorial, permite realizar controle de torque total em velocidade zero, controle de torque elevado em baixa frequência e controle de velocidade de alta precisão, controle de posição e controle de resposta dinâmica rápida.
Data da publicação: 05/12/2023