Sim e não! Embora não haja uma resposta simples para esta pergunta.
Como em muitas perguntas, quando você está comparando Acionamentos de Frequência Variável (VFD) com Acionamentos de Velocidade Variável (VSDs), há uma resposta curta e uma resposta longa. Existem diferentes tipos de variadores de velocidade. Os variadores de frequência variável são um tipo de variadores de velocidade. O tipo mais comum de variadores de velocidade é Eddy Current.
Existem duas diferenças significativas, no entanto, e esta é a resposta curta: Os variadores de corrente parasita alteram a velocidade do acoplamento enquanto deixam a velocidade do motor a funcionar à velocidade máxima. Os VFD alteram a frequência de entrada para o motor alterando a velocidade do motor.
De facto, as diferenças podem ser detalhadas numa descrição muito mais longa – uma que requer um pouco mais de pesquisa para lhe dizer como, onde e quando são melhor utilizadas. Neste blog, vamos tentar esclarecer quaisquer equívocos entre os dois e esclarecer suas definições.
É verdade. Ambos VSDs e VFDs atingem o mesmo objetivo: eles variam a velocidade do equipamento acionado. Mas COMO eles fazem isso é a diferença determinante.
VSDs – Eddy Current
VSDs mudam a velocidade do equipamento acionado enquanto deixam o motor para operar na sua velocidade total de projeto. Em um motor CA, uma corrente elétrica alternada é passada através de um enrolamento estator distribuído para criar um campo magnético rotativo que é usado para acionar um eixo. Os motores CA acionam máquinas rotativas como ventiladores, bombas e compressores a uma única velocidade e podem ser encontrados frequentemente em sistemas de aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC). A velocidade de rotação e o torque de um motor CA é determinado pela frequência e tensão da alimentação. Como o fornecimento de eletricidade é constante, então a velocidade do motor permanece fixa. Se a velocidade tiver que variar, então um VSD seria eficaz. Ao adicionar um VSD a um motor CA, a velocidade pode ser variada com precisão.
Como exemplo, vejamos um ventilador AVAC em um edifício. Quando a demanda pela velocidade do ventilador diminui, então o ventilador pode ser controlado para diminuir a velocidade, reduzir o fluxo de energia e, portanto, reduzir o consumo de energia e os custos gerais de uso.
Motores DC convertem energia elétrica de corrente contínua em energia mecânica. Os motores CC dependem da tensão da armadura e da corrente de campo para controlar a velocidade do motor. Como não há frequência num motor CC, os VFDs não são viáveis para esta aplicação. É necessário um controlador de velocidade DC separado. Os motores CC não são frequentemente escolhidos para esta aplicação.
Aften, os motores CC são equipados com um motor CA e um variador de velocidade CA para realizar a variação de velocidade necessária para a sua aplicação. Os variadores de corrente parasita são VSDs, contudo, utilizam um campo magnético CC para ligar dois membros – um no eixo de entrada e outro no eixo de saída. O aumento da corrente contínua para a bobina aumenta o acoplamento dos dois membros, fornecendo assim mais torque à carga. Um conta-rotações é utilizado para controlar a velocidade e o binário.
Eddy As perdas de corrente em eficiência são as seguintes:
- Motor CA – Igual à classificação da chapa de identificação, uma vez que o motor está a funcionar através da linha. Isto é verdade tanto para o factor de potência como para a eficiência.
- Controlo DC – Tipicamente 2% ou menos.
- Escorregamento – A redução da velocidade é dissipada no tambor e rotor (os membros acoplados). Reduz a eficiência em proporção à redução da velocidade.
O resultado final é que é melhor operar um dispositivo de Corrente Foucault à velocidade nominal ou próximo a ela. Normalmente, 80 – 100% é recomendado para optimizar a eficiência.
VFDs
VFDs controlam a velocidade do motor variando a tensão e a frequência aplicada ao estator de um motor CA standard. Os VFDs podem variar o controlo da velocidade no arranque, durante a marcha e na paragem do motor. Um motor CA padrão tem uma eficiência e um factor de potência publicados. Eles são bastante altos, normalmente bem acima de 90%, mas apenas para uma excitação sinusoidal na freqüência nominal. Quando operado em um VFD, a potência fornecida ao motor inclui um conteúdo harmônico significativo que não funciona, mas aumenta as perdas do motor, o que diminui a eficiência do motor. Esta condição piora à medida que a velocidade é reduzida.
VFDs são frequentemente equipados com esquemas de arranque de bypass para activar uma bomba quando o VFD pode falhar. Muitos estão equipados com ar condicionado para manter uma temperatura de funcionamento segura. Alguns projetos exigem filtros de harmônicas projetados sob medida para atender aos limites de distorção harmônica regulamentares. Cada uma destas soluções tem um custo para o hardware adicional. Além disso, muitas vezes há um custo substancial para criar espaço e instalar todo esse equipamento, mesmo ao ponto de adicionar novas construções às instalações existentes ou projetar espaço adicional para novas instalações. A potência adicional necessária para operar este hardware adicional é frequentemente ignorada ao calcular a eficiência presumida do sistema.
VFD perdas de eficiência são as seguintes:
- Perdas I²R – O aquecimento é a maior perda causada pela resistência ao fluxo de corrente no enrolamento do motor e nas barras do rotor. É proporcional ao quadrado do fluxo de corrente.
- Perdas de Corrente Foucault – Perdas causadas pelo fluxo não intencional de corrente no rotor e no estator. Estas são limitadas por laminações no estator e no rotor. São proporcionais ao fluxo de corrente e aumentam com o escorregamento.
- Perdas de histerese – Aquecimento criado pela inversão da polaridade magnética do ferro no rotor e no estator. Isto aumenta com o escorregamento.
Todas as perdas acima tornam-se uma maior percentagem de potência de saída à medida que a velocidade é reduzida.
Um facto pouco conhecido é que um motor de indução CA é uma embraiagem magnética que opera num escorregamento (contra um campo rotativo). O escorregamento aumenta sob carga aumentada, consideravelmente mais a baixas velocidades. A uma velocidade de base equivalente a 100 RPM, o motor operaria a 50 RPM se seu deslizamento nominal fosse de 50 RPM (um motor de 1750 RPM). Assim, o impulso de torque (aumento de tensão) é usado para iniciar sob carga. Este deslize é uma perda que se torna uma porcentagem maior da saída à medida que a velocidade é reduzida. Se o reforço de torque for usado, as perdas são ainda maiores.
Finalmente, acima de cerca de 82% da velocidade de base, a Corrente Foucault tem, na verdade, melhor eficiência do sistema do que a Corrente Foucault devido a menores perdas do controlador e excitação sinusoidal.
Se você acha que precisa de um VSD de Corrente Foucault, entre em contato conosco em [email protected] para determinar como podemos ajudar melhor!