Motores Motores Elétricos

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Critérios de redução de torque (derating)
Para manter a temperatura dos motores de indução WEG dentro de níveis
aceitáveis, quando alimentados por inversor de freqüência, devem
ser obedecidos os limites de carga apresentados a seguir (observar a
linha do motor e a condição de fluxo magnético).
NOTA: Motores para áreas classificadas devem ser avaliados caso a caso e a WEG
deve ser consultada.
Condição de fluxo constante:
9.4.5.4. Influência do inversor na isolação do motor
Os inversores de freqüência modernos utilizam transistores de potência
(normalmente IGBTs), cujos chaveamentos ocorrem em velocidades
muito elevadas, em freqüências da ordem de kHz. Para
atingirem tais chaveamentos, os transistores possuem tempos
de início de condução e bloqueio muito rápidos, que resultam em
pulsos de tensão com elevado dV/dt (taxa de variação da tensão
no tempo). Quando esses inversores são utilizados em conjunto
com um motor de indução, os pulsos, em combinação com as
impedâncias do cabo e do motor, podem gerar nos terminais do
motor sobretensões (overshoots) repetitivas, que reduzem a vida
útil do sistema isolante. Os overshoots afetam especialmente o
isolamento entre espiras de enrolamentos randômicos e seu valor
é determinado, basicamente, pelos seguintes fatores: tempo de
subida (rise time) do pulso de tensão, comprimento do cabo,
mínimo tempo entre pulsos, freqüência de chaveamento e o uso
de motores múltiplos.
Critérios de isolamento
Na utilização de motores de indução trifásicos de baixa tensão
WEG com inversores devem ser obedecidos os critérios definidos
a seguir. Se alguma das condições apresentadas na tabela não for
satisfeita, deve ser instalado filtro entre o inversor e o motor.
Condição de fluxo ótimo:
NOTA: Motores para áreas classificadas devem ser avaliados caso a caso e a
WEG deve ser consultada.
9.4.5.3. Fluxo Ótimo
A solução fluxo ótimo (patente requerida) foi desenvolvida com o objetivo
de tornar os motores WEG aptos a operarem em baixas velocidades
com torque constante, mantendo sua temperatura dentro dos limites
da classe térmica, sem a necessidade de ventilação forçada ou sobredimensionamento
da carcaça.
O estudo da composição das perdas nos motores elétricos e da sua
relação com a freqüência, o fluxo, a corrente e a variação de velocidade
permitiu a determinação de um valor ótimo de fluxo para cada rotação.
A incorporação da solução obtida nos inversores CFW09 e CFW11
permite que haja uma contínua minimização das perdas do motor ao
longo de toda a faixa de operação, a qual é realizada automaticamente
pelo inversor.
Importante! Essa solução não deve ser utilizada com cargas de torque
variável ou acima da freqüência base e só é possível quando:
O motor é WEG e de alto rendimento (atende ao nível EFF1 ou acima)
O motor é alimentado por inversor de freqüência WEG (CFW11 ou
CFW09 versão 2.40 ou acima);
É utilizado controle vetorial sensorless.
Tensão nominal
do motor
Tensão de
pico nos
terminais
do motor
dVidt na
saída do
inversor
Ú NOM
460 Ú 1430 V 5200 V/ms
460 Ú< Ú NOM
575 Ú 1780 V 6600 V/ms
575 Ú< Ú NOM
690Ú 2140 V 7800 V/ms
Rise
Time do
inversor
≥ 0,1ms
9.4.5.5. Influência do inversor na circulação de corrente
pelos mancais
Tempo
entre
pulsos
≥ 6ms
O fenômeno da tensão/corrente induzida no eixo provém fundamentalmente
de desequilíbrios existentes no circuito magnético
dos motores. Causas usuais desse problema, que acomete
principalmente máquinas grandes, são excentricidades e outras
imperfeições decorrentes do processo de fabricação. Com o
advento dos inversores PWM, porém, o problema foi agravado,
passando a ocorrer também em máquinas de potências menores,
pois os motores passaram a ser alimentados por formas de ondas
desequilibradas e que possuem componentes de alta freqüência.
Assim, as causas de tensão induzida no eixo devido aos inversores
de freqüência somam-se àquelas intrínsecas ao motor e
que também provocam a circulação de corrente pelos mancais. A
maior causa de correntes pelos mancais, quando o motor é acionado
por um inversor PWM, é devido às tensões modo comum.
A alta freqüência da tensão modo comum produzida pelo inversor
faz com que as reatâncias capacitivas dentro do motor fiquem baixas,
permitindo que a corrente atravesse o acoplamento formado
pelo rotor, eixo e mancal em direção à terra.
Tensão modo comum e circuito equivalente do motor para
as altas freqüências
Diferentemente da tensão trifásica senoidal, a tensão trifásica
PWM não é equilibrada, ou seja, a soma vetorial instantânea das
tensões nas três fases na saída de um inversor de freqüência não
é igual a zero, mas igual a um potencial elétrico de alta freqüência.
Correntes de modo comum podem resultar dessa tensão modo
comum de alta freqüência e, havendo capacitâncias do motor
para a terra, a corrente tenderá a fluir para a terra, atravessando
rotor, eixo e mancal para a tampa aterrada.
Motores Elétricos de Corrente Alternada D-49