Neste artigo, abordaremos algumas questões gerais que apesar de simples, causam alguns transtornos em aplicações de inversores. Evitar pequenos problemas (erros) pode acelerar o processo de aplicação do equipamento.
Alaor Mousa Saccomano
CORRENTES DE FUGA NOS CABOS
Uma questão não menos importante na aplicação de inversores de freqüência é a relacionada aos cabos de alimentação dos mesmos, especificamente entre o motor e o inversor. A saída de um inversor é um conjunto de sinais quase quadrados variantes no tempo (em alta freqüência) segundo o algoritmo PWM que lhe é imposto pelo controlador, conforme a velocidade desejada informada pelo operador do sistema. Sendo o cabo um elemento passivo, observa-se nele uma atuação nos âmbitos resistivo, capacitivo e indutivo:
Resistivo: a característica intrínseca dada pela resistividade do material associada a sua dimensão em distância e área seccional que é, de acordo com a Segunda lei de Ohm:
onde L é o comprimento total do cabo, S a área e ρ sua resistividade dada em Ω. m.
Indutivo: este aumenta a impedância do cabo com o aumento da freqüência da alimentação que lhe está imposta. Utiliza-se desta disponibilidade física para limitar também o crescimento de corrente no sistema, principalmente nas partidas, pois um sistema indutivo limita o crescimento da corrente.
Capacitivo: cabos longos e paralelos atuam como um grande capacitor. Esse capacitor provoca, eventualmente, atuações incertas dos elementos de proteção devido ao incremento das correntes entre fases de alimentação e também ocasional fuga para terra. Esse problema se torna ainda mais crítico quanto maior a freqüência de chaveamento da saída do inversor ou quando são utilizados cabos muito longos (acima de 50 metros) e blindados, ou ainda acima de 100 metros quando não blindados.
Nessas considerações é preciso observar que, principalmente devido aos efeitos de fugas de correntes capacitivas, além de eventuais spikes (dadas as grandes capacitâncias dos cabos de alimentação), alguns cuidados devem ser tomados com os mesmos. Podem-se atenuar as correntes de fugas e spikes pela simples introdução de reatâncias de carga ntre o motor e o inversor. As reatâncias de carga (figura 1)diminuem a rápida variação de tensão provocada pelos efeitos capacitivos (dv/dt) eliminando, quase por completo, os problemas de sobretensão (spikes) e correntes de fuga. Certamente, provocarão uma determinada queda de tensão entre a saída do inversor e o motor (entre 0,5 a 3%) que, de qualquer modo, não influenciará no desempenho global do mesmo. A reatância de carga deve ser inserida em cada fase de saída do motor, nunca nos condutores de aterramento, e o mais perto possível do inversor. Temos por exemplo a Danfoss, que recomenda a aplicação de um módulo específico denominado de filtro LC, para seus inversores da linha VLT. Segundo esse fabricante, seu filtro, quando aplicado junto com seu inversor, atenua as correntes capacitivas de fuga e também as cargas dos picos de tensão. Um outro aspecto positivo é a diminuição do ruído acústico das bobinas do motor devido ao chaveamento do PWM sobre o mesmo.
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