Será que basta usar um inversor de frequência para economizar energia?

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Este tópico foi editado pela última vez por yunrun em 17/12/2015, às 14:44. Princípio de funcionamento do inversor: O circuito de entrada de energia converte a energia elétrica alternada recebida em energia contínua, por meio da retificação. O circuito de saída de energia, por sua vez, utiliza as instruções enviadas pela unidade de controle para analisar, comparar e calcular os dados relacionados ao funcionamento do equipamento. Em seguida, são emitidas instruções para que a energia contínua retificada seja transformada em energia elétrica alternada de determinada frequência, a qual é então fornecida ao motor. Motivos de economia de energia dos conversores de frequência: A frequência de saída dos conversores de frequência pode variar entre 0-50Hz ou frequências ainda maiores. De acordo com o artigo técnico “Como entender a curva U_f dos conversores de frequência”, percebe-se que, à medida que a frequência da fonte de alimentação diminui, a tensão da mesma também diminui. Isso faz com que a potência instantânea do motor diminua, reduzindo assim o consumo de energia pela fonte de alimentação. Nessas condições, o inversor de frequência pode ajudar a economizar energia, mas essa economia depende de certos critérios, como a finalidade do uso e as características da carga conectada ao motor. A economia de energia por meio da regulação da velocidade é viável no caso de equipamentos como bombas, ventiladores e compressores. O torque de carga desses equipamentos é proporcional ao quadrado da velocidade, enquanto a potência é proporcional ao cubo da velocidade. Quando a velocidade é reduzida em 1/2, o torque de carga fica apenas 1/4 do valor original, e a potência fica apenas 1/8 do valor original. Esses equipamentos são projetados para permitir espaço de crescimento e desenvolvimento na produção. A capacidade dos motores que os acionam é geralmente definida com base no fluxo e na pressão máximos. Geralmente, o fluxo ou a pressão é regulado por meio de válvulas ou obturadores, o que resulta em desperdício de energia. Ao utilizar um conversor de frequência para reduzir a velocidade do motor, é possível regular o fluxo ou a pressão, assim economizando energia. De acordo com os dados estatísticos, é possível economizar, em média, 1/3 da energia consumida. Devido aos bons resultados, essa técnica é amplamente utilizada. Os conversores de frequência utilizados em ventiladores e bombas podem ajudar a economizar energia. No entanto, devido a questões relacionadas ao design ou aos equipamentos, os ventiladores ou bombas operam sempre em carga máxima, fazendo com que a frequência de saída do conversor de frequência fique sempre em 50Hz. Nesse caso, não é possível falar em economia de energia, pois não há diferença alguma em relação à operação na frequência de rede. Só quando o fluxo real de ar ou água for inferior a 100% da capacidade nominal, é que haverá uma redução na velocidade do motor, o que gera economia de energia. Engenheiros da Changhui Instruments compararam o consumo de energia de dois ventiladores de 15 kW, tanto em frequência de rede quanto em modo de frequência variável. Após 2 horas de funcionamento em cada modo, os medidores de energia indicaram que o modo de frequência variável consumia 1 kWh a mais do que o modo de frequência de rede. Isso é normal, pois o próprio conversor de frequência também consome energia. Para ser exato, o teste ainda apresenta erros; faltam um pouco mais de 1 grau. Tais medições também apresentam problemas, pois a corrente de saída do conversor de frequência não é uma frequência de rede pura; ela contém harmônicos de ordem superior, o que torna impossível sua medição com instrumentos comuns. A corrente de saída do inversor é mais confiável quando utilizada o valor indicado no painel do inversor. Portanto, independentemente das características de carga ou do contexto de uso, é inviável afirmar que o uso de inversores de frequência gera economia de energia. Além disso, usar os dados de medição de instrumentos comuns para fazer comparações de economia de energia também torna as propagandas pouco confiáveis. Em algumas situações, o uso de inversores de frequência se deve, em primeiro lugar, às exigências do processo em termos de acionamento e controle da velocidade dos motores; a economia de energia pode ser apenas um efeito colateral disso. Além disso, não se pode ignorar a taxa de retorno do investimento; quanto menor o motor, mais evidente se torna esse problema. Um conversor de frequência pode substituir uma fonte de alimentação com controle de frequência? Um conversor de frequência não pode substituir uma fonte de alimentação com controle de frequência! Isso porque a estrutura, o princípio de funcionamento e as aplicações dos dois são diferentes. O conversor de frequência é composto por circuitos de corrente alternada-corrente contínua-corrente alternada (onda modulada), sendo que a forma de onda da tensão de saída é um quadrado pulsado. Além disso, possui muitas componentes harmônicas. A tensão e a frequência mudam proporcionalmente uma à outra, não sendo possível ajustá-las separadamente, o que não atende aos requisitos de uma fonte de alimentação de corrente alternada. Em princípio, não pode ser utilizado como fonte de alimentação. O conversor de frequência serve para controlar a velocidade dos motores assíncronos de três fases. A fonte de alimentação de frequência variável é composta por circuitos como conversor CA-CC-CA e filtro. A forma de onda da tensão e da corrente que ela gera é senoidal, muito semelhante à de uma fonte de alimentação de corrente alternada. Além disso, ela pode gerar qualquer tensão e frequência, conforme solicitado pelo usuário. Ele é, em si mesmo, utilizado como fonte de alimentação.