O inversor de frequência é um dos equipamentos mais utilizados na automação de processos industriais. Sua capacidade de controlar com precisão a velocidade de motores elétricos traz ganhos expressivos de eficiência energética, redução de desgaste mecânico e melhora no controle dos processos produtivos. No entanto, o inversor de frequência é também uma carga com características elétricas específicas que impõem requisitos técnicos ao circuito de alimentação — requisitos que, quando ignorados no projeto elétrico, resultam em problemas de funcionamento, danos ao equipamento e perturbações na instalação como um todo.
Em instalações industriais de Montenegro — polo industrial com forte presença nos setores de plásticos, metalmecânica, química e construção — a utilização de inversores de frequência é crescente, acompanhando a tendência de automação dos processos produtivos. Projetar corretamente o circuito de alimentação de cada inversor é uma etapa técnica que protege o investimento no equipamento e garante o desempenho esperado ao longo de toda a sua vida útil.
O inversor de frequência é uma carga não linear. Ele converte a tensão alternada da rede em tensão contínua por meio de um retificador interno, e a seguir reconverte essa tensão contínua em tensão alternada de frequência variável para alimentar o motor. Esse processo de conversão gera correntes harmônicas — componentes de frequência múltipla da frequência fundamental — que se propagam pela rede elétrica e podem afetar outros equipamentos conectados ao mesmo circuito ou ao mesmo transformador.
Além das correntes harmônicas, o inversor de frequência apresenta correntes de pico elevadas durante a carga do barramento de corrente contínua interno, especialmente nos instantes de energização. Essas correntes de inrush precisam ser consideradas na especificação dos dispositivos de proteção do circuito de alimentação para evitar disparos indevidos durante a energização do equipamento.
O circuito de alimentação do inversor de frequência deve ser dimensionado com base na corrente nominal de entrada especificada pelo fabricante do equipamento — e não apenas com base na potência nominal do motor controlado. A corrente de entrada do inversor é em geral superior à corrente nominal do motor, devido às perdas internas do conversor e ao perfil de corrente não senoidal na entrada. Os manuais técnicos dos fabricantes fornecem os valores de corrente de entrada para cada modelo e potência, e esses valores devem ser utilizados como base para o dimensionamento dos condutores e dos dispositivos de proteção.
Em instalações de Montenegro com múltiplos inversores alimentados pelo mesmo quadro de distribuição, o dimensionamento do alimentador do quadro deve considerar a demanda simultânea de todos os inversores, aplicando os fatores de demanda e simultaneidade adequados ao perfil de operação do processo produtivo.
A proteção do circuito de alimentação do inversor de frequência deve ser especificada com atenção à corrente de inrush do equipamento durante a energização. Disjuntores termomagnéticos convencionais do tipo C são em geral adequados para a proteção de circuitos de inversores de pequeno e médio porte. Para inversores de grande potência ou em situações onde a corrente de inrush é muito elevada, pode ser necessário o uso de disjuntores do tipo D ou de disjuntores com proteção eletrônica ajustável para evitar disparos durante a energização.
O fabricante do inversor especifica em seus manuais técnicos o tipo e a corrente nominal do dispositivo de proteção recomendado para cada modelo. Seguir essas recomendações é a forma mais segura de garantir que o dispositivo de proteção seja compatível com as características de corrente do equipamento, sem comprometer a proteção do circuito em condições de falta.
Em instalações com múltiplos inversores de frequência ou com transformadores de baixa potência de curto-circuito, a instalação de reatores de linha na entrada de cada inversor é uma medida técnica que reduz significativamente as correntes harmônicas geradas pelo equipamento e protege o barramento de corrente contínua interno contra transitórios de tensão da rede. Os reatores de linha também reduzem as correntes de pico durante a energização, contribuindo para uma operação mais estável e para o aumento da vida útil do inversor.
Em instalações industriais de Montenegro localizadas próximas ao Polo Industrial Montenegro/Triunfo, onde a qualidade da energia pode ser afetada por cargas de grande porte conectadas na mesma rede de distribuição, a instalação de reatores de linha ou filtros ativos de harmônicos nos circuitos de alimentação dos inversores é uma medida que protege os equipamentos e melhora a qualidade da energia para toda a instalação.
O aterramento adequado do inversor de frequência é um requisito de segurança e de desempenho que não pode ser negligenciado. Inversores de frequência geram correntes de modo comum — correntes que fluem pelo condutor de proteção para o terra — que podem causar interferências em outros equipamentos e problemas nos rolamentos dos motores quando o aterramento não é executado corretamente.
O condutor de proteção do inversor deve ter seção adequada e o menor comprimento possível entre o equipamento e o ponto de aterramento. Em instalações com múltiplos inversores, a interligação dos pontos de aterramento em uma malha de baixa impedância é a configuração que melhor controla as correntes de modo comum e minimiza as interferências entre os equipamentos. Fabricantes de inversores de frequência fornecem orientações específicas sobre a configuração do aterramento em seus manuais técnicos, e essas orientações devem ser seguidas rigorosamente no projeto e na execução da instalação.
A presença de múltiplos inversores de frequência em uma mesma instalação industrial pode elevar significativamente os níveis de distorção harmônica da tensão e da corrente na rede interna. Essa distorção afeta o desempenho de outros equipamentos conectados à mesma rede — motores que operam com temperatura mais elevada, transformadores com perdas aumentadas, dispositivos de medição com leituras imprecisas e equipamentos eletrônicos sensíveis que podem apresentar funcionamento instável.
Em instalações industriais de Montenegro com grande concentração de inversores de frequência, a medição e avaliação dos níveis de harmônicos é uma etapa importante do diagnóstico elétrico, que orienta a necessidade de instalação de filtros de harmônicos e define os pontos da instalação onde a qualidade da energia está mais comprometida.
O correto dimensionamento e a execução adequada do circuito de alimentação de inversores de frequência são condições indispensáveis para que esses equipamentos operem com segurança, confiabilidade e dentro das especificações do fabricante. Em instalações industriais de Montenegro, onde a automação com inversores de frequência é cada vez mais presente nos processos produtivos, aplicar esses critérios técnicos desde o projeto do circuito de alimentação é a forma mais eficiente de proteger o investimento no equipamento e garantir os ganhos de eficiência e produtividade que justificam sua utilização.
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