Impacto Crescente da Tecnologia de Inversor VFD nos Ambientes Industriais Contemporâneos

À medida que os campos da automação industrial e eficiência energética se desenvolvem steady, entra em foco que os Inversores de Frequência Variável (VFD) deixaram uma marca indelével na mudança de como máquinas e processos operam. A aplicação de eletrônicos e processos de controle de nova geração em Inversores de Frequência VFD vai além do aumento da produtividade, pois também há benefícios para a eficiência energética e sustentabilidade ambiental. No presente artigo, examinamos os fundamentos, aplicações, benefícios e desafios no caminho do desenvolvimento da tecnologia de Inversor VFD.

Introdução

Os Inversores de Frequência, que têm 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 voltagem da energia elétrica fornecida. Enquanto esses são os métodos convencionais de como os sistemas tradicionais de controle de motores funcionam, ou seja, em velocidades constantes, o uso de VFDs criou novas dimensões, pois os motores podem ser acionados em velocidades adequadas aos processos.

Componentes Principais e Princípio de Funcionamento

O retificador é um dos componentes básicos do VFD, onde a fonte de alimentação AC é convertida para DC como o primeiro passo. O próximo passo envolve o uso de um inversor que converte a energia DC de volta para AC, porém com valores de frequência e tensão alteráveis. O inversor é montado com semicondutores de comutação (que são principalmente MOSFETs ou IGBTs) cuja operação 'ligada' ou 'desligada' é controlada por um microprocessador. Este controlador altera a frequência de comutação de acordo com a operação do motor, para que ele esteja acima ou abaixo do nível desejável com base no feedback dos sensores para os parâmetros de velocidade-carga do motor entre outros.

Aplicações da Tecnologia de Inversor VFD

Fabricação: Em linhas de produção automatizadas, VFDs são usados para variar as velocidades de rotação de esteiras, bombas, ventiladores e vários outros mecanismos, melhorando assim a eficácia do processo enquanto minimiza o desperdício de energia.

Sistemas de HVAC: O uso de inversores de frequência em um sistema de gerenciamento/automação predial permite operar resfriadores, tratadores de ar e ventiladores em várias velocidades para manter o nível de conforto com o menor consumo de energia.

Tratamento de Água e Esgoto: Bombas e agitadores impulsionados por VFD ajustam sua velocidade de acordo com as taxas de fluxo variáveis, mantendo o desempenho ótimo e reduzindo o consumo.

Mineração e Pedreiras: Aplicações como esteiras transportadoras e trituradores, que são bastante pesadas, podem operar sob o controle de VFD, proporcionando início suave, menos tensão e menor gasto de energia.

Vantagens da Tecnologia de Inversor VFD

Eficiência Energética: Presume-se que os custos de energia possam ser reduzidos em até 50 por cento em algumas aplicações quando os VFDs são configurados de maneira a permitir que ferramentas de máquina sejam operadas na velocidade mais eficiente.

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

Partida Suave: As VFDs tornam desnecessário o uso de starters mecânicos para motores AC, 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 a carga súbita nas peças mecânicas, a manutenção e reparos, bem como o tempo de parada da máquina devido a reparos, são drasticamente reduzidos.

Perspectivas Futuras

Devido aos fatores de aumento na economia de energia, maior ênfase na sustentabilidade ambiental e aumento na digitalização entre as indústrias, o uso da tecnologia de Inversor VFD tende a crescer ainda mais. Com os avanços adicionais no controle de potência, novos tipos de controle e novos sensores, ainda mais precisão, estabilidade e eficácia serão alcançados.