Um motor comum pode operar em frequência variável por um longo período?

Pessoalmente, acho que a carga sobre as partes não acionadas é muito maior. É por esse motivo que o motor das bombas da minha fábrica precisa ter seus rolamentos substituídos com frequência. É mais lógico explicar isso com o princípio da alavanca, não é? Quanto mais distante estiver do ponto de atuação, maior será a força exercida por ele.

Os motores assíncronos comuns são projetados para operar com frequência e tensão constantes, portanto não conseguem se adaptar completamente às exigências de controle de velocidade por meio da variação da frequência. A seguir, são apresentados os efeitos do conversor de frequência no motor: 1. Eficiência do motor e aumento da temperatura. Independentemente do tipo de conversor de frequência, ele gera, durante seu funcionamento, tensões e correntes harmônicas em diferentes graus, fazendo com que o motor opere sob condições de tensão e corrente não senoidais. Sem entrar em detalhes técnicos, tomando como exemplo os conversores de frequência do tipo PWM com onda senoidal, que são amplamente utilizados atualmente, pode-se dizer que as harmônicas de baixa ordem são praticamente nulas. As harmônicas de ordem superior, cuja frequência é aproximadamente o dobro da frequência da onda portadora, são dadas por 2u+1 (onde u representa a razão de modulação). As harmônicas de alta ordem causam um aumento no consumo de cobre no estator do motor, no consumo de cobre (alumínio) no rotor, no consumo de ferro e em outras perdas adicionais. O maior aumento é observado no consumo de cobre (alumínio) no rotor. Como o motor assíncrono gira a uma velocidade síncrona próxima à frequência da onda fundamental, as tensões de harmônicos de ordem superior causam grandes perdas no rotor, ao cortar as barras do rotor com um deslocamento significativo. Além disso, é necessário considerar o consumo adicional de cobre causado pelo efeito de pele. Essas perdas fazem com que o motor elétrico gere mais calor, reduzindo sua eficiência e a potência de saída. Por exemplo, quando um motor assíncrono trifásico comum é operado em condições de alimentação não senoidal fornecida por um conversor de frequência, sua temperatura geralmente aumenta em 10% a 20%. 2. Problema de resistência à isolamento do motor – Atualmente, em muitos conversores de frequência de pequeno e médio porte, é utilizado o método de controle PWM. Sua frequência de transmissão é de aproximadamente alguns milhares a mais de dez mil quilohertz. Isso faz com que os enrolamentos do estator do motor tenham que suportar uma taxa de aumento de tensão muito alta, o que equivale a aplicar uma tensão de choque bastante intensa no motor. Isso coloca um teste bastante severo sobre a isolação entre as espiras do motor. Além disso, a tensão de pulso retangular gerada pelo conversor PWM se soma à tensão de operação do motor, o que representa uma ameaça para a isolação elétrica do motor em relação ao terra. A isolação em relação ao terra acelera seu envelhecimento devido aos impactos repetidos de alta tensão. 3. Ruído eletromagnético harmônico e vibrações: Quando um motor assíncrono comum é alimentado por um conversor de frequência, as vibrações e ruídos causados por fatores eletromagnéticos, mecânicos e de ventilação tornam-se ainda mais complexos. As harmônicas temporais de diferentes ordens presentes na fonte de alimentação de frequência variável interferem com as harmônicas espaciais inerentes à parte eletromagnética do motor, gerando assim diversas forças de excitação eletromagnética. Quando a frequência das ondas eletromagnéticas é igual ou próxima à frequência de vibração natural do corpo do motor, ocorre um fenômeno de ressonância, o que aumenta o nível de ruído. Devido à ampla faixa de frequência de operação do motor elétrico e à grande variação em sua velocidade de rotação, é difícil evitar que as frequências das diversas ondas eletromagnéticas coincidam com as frequências de vibração inerentes aos componentes do motor. 4. Capacidade do motor elétrico de se adaptar a partidas e frenagens frequentes: Com o uso de um conversor de frequência para fornecer energia, o motor pode ser acionado em frequências e tensões muito baixas, sem gerar correntes de impacto. Além disso, é possível utilizar os vários métodos de frenagem oferecidos pelo conversor de frequência, permitindo assim frenagens rápidas. Isso cria as condições necessárias para partidas e frenagens frequentes. Porém, isso faz com que o sistema mecânico e o sistema eletromagnético do motor fiquem sob a ação de forças alternadas contínuas, o que causa fadiga na estrutura mecânica e no isolamento elétrico, acelerando seu envelhecimento. 5. Problemas de resfriamento em baixas rotações Primeiramente, a impedância do motor assíncrono não é ideal; quando a frequência da fonte de alimentação é baixa, as perdas causadas pelas harmônicas de alta ordem na fonte de energia tornam-se significativas. Em segundo lugar, quando a velocidade de rotação dos motores assíncronos comuns diminui, o volume de ar de resfriamento diminui em proporção ao cubo da velocidade de rotação. Isso faz com que as condições de resfriamento do motor em baixas velocidades piorem, causando um aumento significativo na temperatura, o que dificulta a obtenção de uma saída de torque constante. Pela nossa experiência prática, se a frequência não for reduzida demais, é possível encontrar um período para utilizá-la ； (Geralmente, reduzimos a frequência para menos de 15 Hz.) ； O problema com os rolamentos pode ocorrer devido a uma frequência muito baixa; nesse caso, o fluxo de ar de resfriamento não consegue dissipar o calor gerado pelo motor quando ele opera em baixa frequência. Isso faz com que haja uma corrente excessiva no eixo do motor. O óleo presente nos rolamentos derrete devido ao calor e acaba saindo deles. Com o tempo, isso leva à falta de óleo nos rolamentos, causando seu danos

Faz todo sentido. Quando entramos em contato com a fábrica de motores sobre esse problema, eles disseram que não havia registros de experiências de operação em baixa frequência, o que poderia comprovar que a vida útil curta dos rolamentos é causada pela baixa frequência. No acordo técnico que temos com a fábrica de motores, está estipulado que a faixa de frequência de ajuste é de 30 a 50 Hz. Já solicitamos à fábrica de motores e a uma fábrica internacional de rolamentos que elaborassem um relatório de análise em conjunto, e compartilharemos os resultados com todos assim que estiverem prontos.