Como evitar o encerramento de inversores de frequência e a queima de condensadores com balastros CA

As centrais industriais que operam com variadores de frequência agrupados enfrentam frequentemente paragens repentinas de equipamentos. A elevada distorção harmónica e os transitórios na rede elétrica sobreaquecem os condensadores de correção do fator de potência, provocando frequentes falhas de isolamento e disparos inesperados dos disjuntores.

Porque é que ambientes com alta densidade de variadores de frequência causam desligamentos frequentes do sistema?
Quando vários inversores de frequência são ligados a um transformador partilhado, a baixa impedância do sistema permite que correntes de pico elevadas fluam diretamente para os circuitos retificadores.

Distorção harmónica: As cargas não lineares não filtradas injetam correntes harmónicas de alta frequência, sobreaquecendo severamente as unidades de correção do fator de potência próximas.

Surtos de tensão transitórios: Os eventos de comutação nas linhas de distribuição enviam picos de tensão acentuados através do sistema de distribuição, acionando a proteção contra sobretensão dos inversores.

O posicionamento de um reator de linha elétrica a montante absorve picos de potência bruta, suprime surtos de corrente e mantém a tensão do barramento CC estável em redes de motores densas.

Proteção dos equipamentos a jusante contra picos de tensão de saída
A comutação rápida de transístores gera impulsos de tensão dv/dt acentuados que se propagam por longos cabos de motores. Estes impulsos refletem de volta, duplicando a tensão nos terminais do motor.

Degradação do enrolamento: Tensões de pico extremas rompem o isolamento de fase dentro dos motores CA padrão.

Perdas de capacitância: Os cabos longos criam uma elevada capacitância parasita, enviando picos de corrente oscilante de volta para os módulos de potência do inversor.

A inserção de um reactor de saída CA logo após o inversor suaviza as formas de onda da corrente de saída, atenua a variação de tensão (dv/dt) e mitiga a energia destrutiva da onda reflectida.

Lista de verificação essencial para a instalação do condicionamento da linha do variador:
Determine o posicionamento exato do indutor com base nas métricas específicas do local e nas condições da linha:

Relação de carga do transformador: Se a potência total do inversor exceder 25% da capacidade do transformador de alimentação, instale um reactor CA para as definições do inversor, de modo a isolar a interferência harmónica.

Desequilíbrio da tensão de fase: Quando o desequilíbrio da tensão de alimentação ultrapassa os 2%, os reatores de linha reequilibram as correntes de fase para evitar a queima da ponte retificadora.

Limites de distância do cabo: Para cabos de motor com mais de 30 metros (100 pés), são necessários indutores no lado da carga para suprimir o ruído de alta frequência e o stress térmico.

A seleção da impedância correta garante a estabilidade contínua da saída, elimina os desligamentos indesejados por sobretensão e prolonga a vida útil da eletrónica de potência em toda a fábrica.