Drives de frequência variável 101 – Tudo o que você precisa saber sobre VFDs

A tecnologia VFD foi desenvolvida em resposta às limitações da energia CA. Os motores CA, como os que alimentam bombas industriais, giram em uma taxa definida pela potência de entrada e pelo número de polos dentro do motor. Como a energia CA nos EUA é fornecida em uma frequência padrão de 60 Hz, isso significa que os motores monofásicos padrão de dois polos giram 60 vezes por segundo.

Ao adicionar mais conjuntos de polos, você reduz a velocidade sem precisar alterar a frequência elétrica de entrada. Entretanto, você não pode simplesmente trocar um motor elétrico com mais ou menos polos toda vez que precisar alterar a velocidade de operação de uma bomba. Os sistemas de transistor que permitem que você ligue e desligue polos específicos do motor estão disponíveis há décadas, mas esses sistemas são complexos e muitas vezes não têm o controle preciso necessário para o bombeamento industrial.Em vez disso, os VFDs alteram a frequência da fonte de alimentação, permitindo que você faça ajustes exatos e imediatos na operação da bomba.

O VFD funciona recebendo energia CA na frequência de 60 Hz, convertendo-a em energia de corrente contínua (CC) por meio de um circuito retificador e enviando-a por um barramento CC para filtrar ainda mais a tensão. Em seguida, a energia chega ao inversor, que cria pulsos de energia CC que funcionam como corrente CA. A natureza pulsante da saída imita a energia CA o suficiente para criar os processos de indução corretos necessários para girar o rotor do motor. A tensão de saída é gerada a partir de uma forma de onda PWM criada pela comutação de IGBTs e consiste em pulsos em vez de uma onda senoidal suave. Como a CC é mais fácil de controlar em termos de tensão e frequência, usá-la em vez da verdadeira energia CA permite que o VFD ajuste a alimentação elétrica em tempo real. Uma série de transistores, especialmente o IGBT (Insulated Gate, Bipolar Transistor, Transistor Bipolar de Porta Isolada), oferece controle manual ou automático sobre a saída de energia e o desempenho resultante da bomba EDDY. A potência é facilmente aumentada para uma bomba de lodo sob carga pesada e, em seguida, reduzida novamente após a passagem de um bloqueio ou quando a textura da lama ou do lodo que está sendo bombeado muda.

Uma unidade de frequência variável (VFD) opera convertendo a energia CA recebida em um sinal CC, que é transformado novamente em um sinal CA com frequência e tensão variáveis usando um inversor de fonte de tensão. Esse processo de conversão permite que o VFD controle com precisão a velocidade do motor, ajustando a frequência e a tensão do sinal de saída.

O coração dessa operação está no uso de transistores bipolares de porta isolada (IGBTs). Esses transistores ligam e desligam o sinal de saída rapidamente, criando um sinal de modulação por largura de pulso (PWM) que simula efetivamente uma onda senoidal. Esse sinal PWM é então enviado ao motor, permitindo que ele ajuste sua velocidade de acordo com os requisitos.

Além disso, os VFDs incorporam um sofisticado sistema de controle que regula o sinal de saída para garantir que o motor opere na velocidade desejada. Esse sistema de controle pode ser programado para responder a várias alterações no sistema, como carga, temperatura, pressão ou taxa de fluxo, tornando-o altamente adaptável a diferentes condições operacionais.

Os inversores de frequência (VFDs) existem em vários tipos, cada um projetado para aplicações e níveis de tensão específicos:

• Aumente ou diminua a taxa de fluxo para atender aos requisitos específicos de fluxo da aplicação.
• Reduza a manutenção da bomba, mantendo o equipamento funcionando em seu ponto de eficiência máxima e reduzindo a pressão total do sistema.
• O aumento da eficiência energética para alimentar a bomba diminui o custo de cada galão bombeado.
• Permita a adição de controladores de bombas programáveis como Tecnologia de bomba inteligente EDDY que pode ser usada para expandir o uso da bomba.
• Elimina ou reduz o número de válvulas de controle que exigem a instalação e a manutenção de sensores individuais e, muitas vezes, não são apropriadas para o processamento de lama ou lodo.
• Obtenha controle sobre a velocidade do motor sem mudar para os caros motores CC.

O bombeamento de polpas abrasivas e resistentes, como polpa de papel ou esgoto, é um processo desafiador devido à alta viscosidade, à presença de sólidos grandes e às mudanças na viscosidade. Todos esses problemas podem danificar as bombas que foram projetadas apenas para funcionar em uma velocidade e carga fixas. Lodos ou outros materiais pesados que precisam ser bombeados durante a dragagem ou mineração também causam problemas semelhantes. Os VFDs permitem que você bombas de polpa e seus motores para se ajustarem rapidamente às mudanças no material que está sendo bombeado, evitando danos e garantindo que o sistema esteja sempre funcionando com a máxima eficiência energética. Obter o controle de velocidade variável sem os caros controladores lógicos programáveis é especialmente útil durante processos de desidratação que exigem velocidades de processamento muito lentas.

Utilizando atecnologia EDDY Smart Pump, o VFD pode ser controlado em tempo real usando chips e computadores inteligentes integrados, exigindo pouca ou nenhuma intervenção dos operadores da bomba, mantendo assim a bomba funcionando de forma ideal com o máximo de tempo de atividade e mais lucros.

• Economia de energia: Ao ajustar a velocidade do motor para atender aos requisitos de carga, os VFDs reduzem significativamente o consumo de energia.

• Economia de energia: Os VFDs eliminam a necessidade de dispositivos que desperdiçam energia, como válvulas de estrangulamento, levando a uma economia substancial de energia.

• Melhoria da eficiência do sistema de energia: Os VFDs aumentam a eficiência geral do sistema de energia, minimizando a perda de energia na forma de calor.

• Aumento da vida útil dos enrolamentos do motor: Ao reduzir o estresse causado por mudanças repentinas de velocidade, os VFDs prolongam a vida útil dos enrolamentos do motor.

• Controladores de motor aprimorados: Os VFDs oferecem recursos avançados de controle do motor, incluindo controle preciso de velocidade e torque.

• Eficiência do motor de indução: Os VFDs otimizam a eficiência dos motores de indução, ajustando sua velocidade para atender aos requisitos de carga.

• Modulação por largura de pulso: Os VFDs usam sinais PWM para simular uma onda senoidal, reduzindo a tensão no motor e em outros componentes.

• Controle de torque da carga: Os VFDs mantêm o torque constante mesmo quando a carga muda, garantindo uma operação estável.

• Inversor de fonte de tensão: os VFDs fornecem um sinal de saída VSI, permitindo que os motores operem em velocidades variáveis.

• Eficiência do motor elétrico: Ao adequar a velocidade do motor aos requisitos de carga, os VFDs aumentam a eficiência dos motores elétricos.

• Controlador de motor: Os VFDs oferecem recursos sofisticados de controle do motor, melhorando o desempenho geral do sistema.

• Controle de velocidade síncrona: Os VFDs permitem que os motores mantenham uma velocidade constante, independentemente das mudanças de carga, garantindo um desempenho consistente.

Esses benefícios destacam a versatilidade e a eficiência dos VFDs, tornando-os um componente de valor inestimável em aplicações industriais e comerciais modernas.

A EDDY Pump Corporation é a principal fabricante de equipamentos de bombeamento e dragagem. Se você estiver bombeando ou dragando lama, alto teor de sólidos, material extremamente viscoso, pasta, alto teor de abrasivos (areia e cascalho) e material cheio de sólidos, então você encontrou o produto mais adequado para o trabalho.

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