A capacidade humana de compreender a mecânica da natureza possibilitou avanços tecnológicos fundamentais para nossa sociedade. Assim, uma de nossas grandes conquistas foi a automação de processos industriais. Mas para entendermos a eficiência desses processos, entre outra coisas, precisamos saber o que é inversor de frequência.
Para isso, devemos nos lembrar de algumas aulas de física e, com um conhecimento básico sobre sistemas elétricos, vai ficar fácil assimilar a relevância desses dispositivos. Então, acompanhe esta leitura e entenda o que é um inversor de frequência, como funciona, qual sua importância na indústria e como ele pode otimizar processos em sua empresa!
O que é inversor de frequência e como funciona?
Inversor de frequência é a denominação comum na indústria para quaisquer conversores de frequência cuja modulação possa ser operada a partir de uma corrente contínua para uma corrente alternada. Vamos entender melhor como isso acontece.
Em qualquer sistema elétrico e eletrônico comum do nosso dia a dia, trabalhamos com dois tipos de corrente elétrica: contínua (CC) e alternada (CA). Devemos nos lembrar de que o termo corrente elétrica designa o movimento de elétrons em um condutor, correto?
É a manipulação e o aproveitamento dessa corrente que nos permite utilizar nossos aparelhos e dispositivos, sem os quais é impossível imaginar a vida moderna. Pense por um instante na sua rotina e tudo nela que depende de eletricidade: chuveiro, geladeira, computador, smartphones ou uma simples lâmpada. Em tudo há correntes elétricas!
Assim, uma corrente contínua é aquela em que os elétrons fluem de um ponto a outro, sempre na mesma direção. Já a corrente alternada gera potência, como sugere o nome, alternando o fluxo desse movimento de elétrons. Por isso, é mais eficiente — especialmente nas indústrias!
Estrutura e mecanismos
Dessa maneira, chamamos conversor de frequência qualquer dispositivo capaz de converter, a partir de um ponto, uma corrente elétrica em outra. Ou seja, um conversor de frequência recebe, por exemplo, uma corrente alternada (CA) e devolve por sua porta de saída uma corrente contínua (CC). Isso é possível por meio de um sistema com:
- diodos para controle do fluxo elétrico;
- capacitores para controle da ondulação da tensão elétrica;
- técnicas eletrônicas, como retificador de 6 pulsos e modulação de largura de pulso.
Assim, convencionou-se chamar inversor de frequência os conversores capazes de modular tanto CC em CA quando CA em CC. Isso possibilita, entre outras coisas, receber da rede de distribuição a corrente alternada com frequência comum de 60hz e convertê-la em frequências de 0,5hz a 400hz.
Desse modo, a propriedade fundamental de um inversor de frequência permite, por exemplo, a modulação da velocidade de motores de indução, garantindo a performance ideal para níveis específicos de trabalho.
Qual a importância de um inversor de frequência?
Com um inversor de frequência, uma série de benefícios são garantidos à eficiência de sistemas elétricos. Principalmente para sistemas de automação industrial, em que há diversas máquinas motorizadas, como esteiras, bombas e compressores, inversores de frequência são excelentes para otimizar processos e gerar economia.
Suas aplicações têm o objetivo comum de adequar a performance de motores elétricos trifásicos (que funcionam com corrente alternada) à necessidade de trabalhos específicos. Além disso, seus controladores, frequentemente, permitem estabelecer parâmetros de funcionamento com intensidade variável.
Que vantagens um inversor de frequência oferece?
Redução do consumo de energia
A redução do consumo de energia está entre as principais vantagens de um inversor de frequência. Essa garantia de economia é possível porque, muitas vezes, na indústria, um motor não precisa trabalhar em sua capacidade nominal.
Nesse caso, com um inversor de frequência, é possível modular a velocidade do motor para uma rotação adequada ao nível de trabalho, o que gera menos consumo de energia e maior economia em despesas com eletricidade.
Aumento da vida útil das máquinas
Essa redução do consumo de energia contribui, inclusive, para o aumento da vida útil dos equipamentos elétricos. Afinal, quando se estima um prazo de duração para a eficiência de sistemas elétricos, calcula-se esses valores com base em sua capacidade nominal de trabalho.
Nesse caso, regular a potência de trabalho dos motores garante desgaste mínimo do equipamento, o que aumenta a duração de sua vida útil. Isso favorece a economia com manutenção e reposição de peças.
Segurança em processos industriais
Uma aplicabilidade muito interessante dos inversores de frequência é a programação do controle variável de correntes elétricas. Sabe quando ligamos um chuveiro e as lâmpadas da casa oscilam a intensidade da luz? Isso acontece porque a potência de um chuveiro consome muito da rede elétrica de uma única vez.
Esse efeito gera picos de intensidade, o que aumenta significativamente o risco de danos no sistema elétrico de todos os aparelhos no circuito. Em uma indústria, isso é especialmente importante, porque qualquer agravante que obrigue parar as máquinas prejudica o nível de produção, gerando custos ou diminuindo o lucro.
Com um inversor de frequência, é possível programar uma rampa de aceleração (soft start), que modula a intensidade da partida de um sistema elétrico. Isso regula o consumo de energia da corrente em uma variação controlada até atingir o nível adequado de alimentação do sistema. Assim, há picos menores de intensidade e maior segurança de toda a rede.
Qual a importância de um inversor de frequência para máquinas de alta potência?
Em processos industriais altamente sofisticados, especialmente para OEMs (Original Equipment Manufacturer), a máxima eficiência pode ser garantida com atenção e cuidado. Para isso, além de chaves de distribuição elétrica de alto nível para proteção da rede, é indispensável ter um inversor de frequência à mesma altura de sofisticação.
Isso porque a complexidade dos processos integrados de uma indústria inteligente produz gargalos desafiadores sem os equipamentos de controle adequados. Nesse caso, a rede de alimentação das máquinas e o monitoramento da eficiência energética da indústria deve ser tão inteligente quanto seus processos de produção.
O Altivar Machine 340 (ATV340), da Schneider, é um excelente exemplo de qualidade em inversores de frequência para estruturas robustas. Com um painel inteligente e intuitivo, suas funcionalidades de automação e alta performance são ideais para otimizar o trabalho de máquinas inteligentes de rápida aceleração.
O completo conjunto de soluções industriais do ATV340 pode ser potencializado com o sistema de comunicação integrada Acti9. Assim, o monitoramento do controle de dispositivos modulares permite o mais alto desempenho energético dos processos da indústria.
Neste artigo, aprendemos o que é inversor de frequência e sua relevância para processos industriais. Esse dispositivo, além de melhorar o desempenho de produção, também gera economia energética e protege a rede de alimentação. Quer descobrir como garantir máxima proteção elétrica? Então, conheça esses 4 dispositivos essenciais!
