Desempenho de motores de indução trifásicos com inversores.
Continuando a idéia do artigo anterior, façamos algumas considerações a respeito do desempenho de motores com inversores.
Primeiramente os motores nessa situação são próprios para trabalhar com diversas causas e velocidades. Assim o regime de funcionamento geralmente é o S9. Em artigos posteriores falaremos sobre regimes.
Quanto as condições usuais de serviço, sempre que ocorrerem situações que requeiram modificação na construção dos motores o fabricante desse deve ser consultado. Um exemplo dessas condições são: a- atmosferas agressivas ou áreas classificadas, que em outro artigo poderemos falar sobre elas.
b-Funcionamento em que: 1-Há uma excessiva relação V/F na partida, 2-Baixos níveis de ruídos sejam requeridos, 3-A tensão na rede é desbalanceada em mais de 1 %.
c-funcionamento em velocidades acima da máxima definida por considerações mecânicas. d- Funcionamento em salas com pouca ventilação ou posições muito inclinadas.
e- Funcionamentos sujeitos a impactos torcionais provocados pela carga ou sobrecargas anormais repetitivas.
Quanto ao desempenho dos motores, esses são afetados pelas características de desempenho dos inversores e pelas condições de operação de carga. Vamos considerar aqui a influência da harmônicas de tensão do inversor e as influências da velocidade de rotação sobre o motor.
As harmônicas influenciam o comportamento térmico, o rendimento, os critérios para a correção do fator de potência, o ruído sonoro de origem magnética e a geração de corrente pelo eixo do motor.
A variação de rotação influencia o comportamento térmico para motores auto-ventilados, o rendimento e o ruído sonoro produzido pelo ventilador.
As tensões harmônicas aplicadas em um motor de indução trifásico, produzem correntes Harmônicas que provocam perdas por efeito Joule(aquecimento) no bobinado do estator, tendendo a aumentar a temperatura de estabilização térmica fazendo cair o rendimento.
O sobre aquecimento pode ser evitado de dois modos: reduzir o torque nominal caso isso seja exeqüível ou superdimensional o motor. Claro que o comportamento térmico é diferente para cada tipo de motor e inversor. A figura 1 relaciona o fator de redução de torque com o fator de harmônicos de tensão.
A respeito do rendimento podemos dizer que este diminui devido ao aumento das perdas causadas pelas correntes Harmônicas. È possível obter o novo rendimento através da formula a seguir: hc = (DFH²) / (1/h) + DFH² – 1 ,
Onde :
h= Rendimento do motor, sem conteúdo harmônico, hc = rendimento do motor alimentado pelo inversor e DFH + Fator de redução de torque em função do conteúdo harmônico.
Para contornar os efeitos da temperatura quando o motor tem que funcionar em baixas velocidades, é possível utilizar um motor especial, com ventilação forçada ou construir um sistema de refrigeração auxiliar.
Quanto ao isolamento, esse é um item especialmente quando se fala de motor alimentado com inversor. Os altos picos de tensão provocados pela rapidez do crescimento dos pulsos gerados pelo inversor e também a alta freqüência que estes pulsos são produzidos podem romper a integridade dielétrica“furar o isolamento” dos fios do bobinado, pois o memo isolamento do fio que funcionava bem num motor alimentado sem inversor não tem o mesmo desempenho para motores por ele. Existem mores especiais para serem usados com inversores, que são os chamados inverter duty.
Quanto a degradação térmica já comentada, o isolamento pode ter em muito a sua vida útil diminuída se submetido a altas temperaturas.
Para fechar, falando-se sobre a vida útil dos bobinados, esses podem ser afetados por picos de tensão, sobrecorrentes, sobrecargas, umidade, atmosferas agressivas, ou esforços mecânicos internos por exposição a picos de carga.
Fonte : WEG
Escrito por : João Roberto Vasco Gonçalves
Bom dia, li teu artigo e realmente concordo com o que foi citado, porém, tu não considerastes o aumento da frequência de chaveamento dos dispositivos de potência do inversor (IGBT´s). Segundo estudos, este parâmetro melhora a qualidade do sinal de saída minizando alguns efeitos danosos em detrimento da diminuição da vida útil dos dispositivos de potência. Gostei da relação para cálculo do novo rendimento, mas não conheço a origem, é empiríca ou análitica?