Glossário do Guia de Especificação do Condicionador de Energia

As especificações para condicionadores de energia e reguladores de tensão podem ser confusas. O seguinte resumo da terminologia típica do condicionador de energia é orientado para reguladores de tensão e dispositivos de passagem de queda, embora muitos dos mesmos termos sejam aplicáveis a outras tecnologias, como fonte de alimentação ininterrupta (UPS), restaurador dinâmico de tensão (DVR), etc.

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Disjuntor

Este recurso fornece proteção contra curtos-circuitos e sobrecorrente para o condicionador de energia e equipamentos e fiação a jusante do condicionador de energia, independentemente de eventos a montante do condicionador de energia.

Duração da correção

A duração da correção é o período de tempo que um condicionador de energia pode continuar a corrigir um evento de qualidade de energia. Os condicionadores de energia que dependem do armazenamento de energia (por exemplo, capacitores, baterias, volantes) como seu principal meio de condicionamento podem não ser capazes de fornecer correção para eventos que duram mais do que alguns ciclos ou segundos ou se vários eventos graves ocorrerem em rápida sucessão. Os condicionadores de energia que não dependem do armazenamento de energia geralmente fornecem tempo de correção ilimitado.

Onde quedas e subtensão normalmente representam mais de 92% dos eventos de problemas de energia, as interrupções representam menos de 4% de tais problemas.

Eficiência

A eficiência é simplesmente a potência que sai de uma unidade dividida pela potência que entra em uma unidade, geralmente expressa em porcentagem.

Todos os reguladores de tensão e condicionadores de energia "consomem" energia no processo de execução de suas tarefas. Normalmente este consumo é na forma de perdas que ocorrem dentro dos componentes (ex: transformadores) onde a energia elétrica perdida é convertida em energia mecânica na forma de calor ou movimento (vibrações). As eficiências podem executar o espectro de menos de 50% a 99%. A maioria das unidades terá eficiências relativamente constantes em toda a faixa de carga, no entanto, as unidades baseadas em transformadores ferrorressonantes tendem a ter eficiências que caem muito rapidamente em pontos abaixo da carga total.

A eficiência pode ser um dos parâmetros mais negligenciados ao selecionar um regulador de tensão ou condicionador de energia. Uma medida rápida do custo das diferenças de eficiência pode ser obtida multiplicando-se o tamanho de KVA das unidades pela diferença de eficiência por 7. O resultado será uma aproximação da diferença de custo anual de energia em dólares. Por exemplo, para unidades de 25 KVA com uma diferença de 3% nas eficiências, a unidade com menor eficiência custaria cerca de 5 KVA a mais por ano em consumo extra de energia.

Desvio Eletrônico

Com muitos condicionadores de energia, se ocorrer um mau funcionamento, o condicionador de energia desliga e a energia da carga é perdida. Para aplicativos de missão crítica e outros, essa não é uma opção aceitável. Um desvio eletrônico permite que o condicionador de energia continue fornecendo energia não regulada para a carga, mesmo no caso de falha de um componente. Além de não deixar cair a carga, o bypass eletrônico também protege a carga em caso de falha de um componente do condicionador de energia. Para alguns tipos de condicionadores de energia, uma falha ou mau funcionamento de um componente pode resultar no envio de tensões de saída potencialmente prejudiciais à carga.

Eliminação de falhas e capacidade de sobrecarga

Esta é uma medida da capacidade de uma unidade de tolerar níveis de corrente superiores à corrente nominal sem sofrer danos ou desgaste de curto ou longo prazo. Muitos dispositivos elétricos, como motores, ímãs, transformadores, etc., requerem uma grande entrada de corrente quando iniciados (corrente de pico). Um motor AC "típico" tem uma irrupção de 500 a 1000% da corrente normal que atinge o pico em alguns ciclos e depois decai para níveis normais dentro de 10 a 30 ciclos. Condicionadores de energia com classificações como 1000% para 1 ciclo podem não ser boas escolhas para aplicações industriais ou comerciais com corrente de irrupção frequente ou grande. Para essa medição, quanto maior a porcentagem e maior o tempo nessa porcentagem, melhor a unidade deve suportar aplicações de alta irrupção.

A eliminação de falhas tem relação com a capacidade de sobrecarga, pois ambas descrevem a capacidade do condicionador de energia de operar por algum período de tempo em níveis de corrente acima da classificação da unidade. Se um condicionador de energia não puder passar corrente suficiente sem tropeçar ou desligar, o equipamento a jusante e os dispositivos de proteção podem não ser capazes de "limpar" ou reiniciar, criando assim um problema operacional irritante.

Distorção harmônica

Esta é a distorção da forma de onda de tensão pelo condicionador de energia (fazendo com que pareça irregular em vez de suave). Quanto menos distorção adicionada, melhor.

Os reguladores de tensão que operam por comutação de taps (mudança de tap), principalmente os reguladores de tensão eletrônicos, podem causar um fenômeno conhecido como "notching". Se a forma de onda não estiver em zero (o ponto onde ela cruza o eixo horizontal) quando o regulador mudar de derivação, então a forma de onda da tensão de saída será distorcida.

Impedância

A impedância é a oposição ao fluxo de elétrons em um circuito CA em função da resistência, capacitância e indutância do circuito. A impedância em um circuito CA é análoga à resistência em um circuito CC. Mesmo simples condutores de fio têm propriedades de resistência e indutância que afetam a impedância de um circuito CA.

Tensão de entrada

Ofertas de tensão de entrada padrão. Veja também Step Down-Step Up.

Regulamento de Saída

Desvio percentual acima ou abaixo da tensão de saída nominal (ou nominal) quando a tensão de entrada está dentro da faixa de entrada. Em outras palavras, esta é uma medida de quão precisa ou apertada será a tensão de saída. Números menores significam regulagem mais precisa. Uma regulação de saída de ±3% está bem dentro da tolerância exigida pela grande maioria dos dispositivos elétricos. Para aplicações especiais, como testes de laboratório ou calibração, uma regulação de saída de ±1,5% ou menos pode ser mais desejável. Para uma saída nominal de 208 V, a regulação de saída de ±3% equivale a 214 V a 202 V.

Com muitos reguladores de tensão, haverá uma correlação direta entre a faixa de entrada e a regulação de saída. À medida que a regulação de saída se torna menor, a faixa de entrada também diminui. Isso se deve ao fato de que os fabricantes terão um número fixo de pontos ou taps nos quais podem ser feitas alterações na tensão de saída. Para diminuir a porcentagem de regulagem de saída sem diminuir a faixa de entrada, é necessário adicionar mais taps. Isso se torna um design personalizado e mais caro.

Estágio

Disponibilidade de modelos AC monofásicos e trifásicos.

Tempo de resposta

A alta impedância pode ter um impacto significativo na qualidade da energia, pois afeta diretamente a tensão em função do fluxo de corrente. Por exemplo, um dispositivo consumindo 1A em um circuito com impedância de 1 ohm e uma fonte de 100V verá 99V. Se esse mesmo dispositivo consumisse 10A, veria apenas 90V. O mesmo dispositivo em um circuito com impedância de 0,1 ohm veria 99,9 e 99V, ao consumir 1 e 10A, respectivamente. Diz-se que um circuito ou sistema com baixa impedância é "mais rígido" do que sua contraparte de alta impedância porque a tensão muda menos em função da corrente.

Regulação de Fase Independente

Em aplicações trifásicas, o nível de tensão de entrada de cada fase é frequentemente desequilibrado (por exemplo, Fase A = 440v, Fase B = 469v, Fase C = 453v). Esse desequilíbrio pode fazer com que muitos dispositivos elétricos, como motores, funcionem de forma ineficiente, o que, por sua vez, faz com que funcionem em temperaturas mais altas e se desgastem prematuramente. As unidades que oferecem regulação de fase independente fornecem uma regulação de tensão muito mais precisa e um nível de proteção mais alto do que as unidades que assumem que as tensões de fase são equilibradas.

Faixa de entrada

Desvio percentual acima e abaixo da tensão de entrada nominal (ou nominal) que pode ser corrigida dentro da regulação de saída especificada. Em outras palavras, esta é uma medida de quão amplamente a tensão de entrada pode variar do que deveria ser. Quanto maior o "spread", melhor (por exemplo, +10% a -25% fornece uma janela de tensão de entrada mais ampla do que ±10%). Para uma tensão nominal de entrada de 480 V, uma faixa de entrada de +10% a -25% equivale a 528 V a 360 V.

Este é o tempo que a unidade leva para responder a desvios na tensão de entrada. Quanto menor o tempo, melhor a unidade manterá a tensão dentro da faixa de regulação de saída.

Existe outro termo, "tempo de correção" que também pode aparecer nas especificações. Este é o tempo que a unidade leva para ajustar a tensão de saída dentro da faixa de regulação de saída, uma vez que a unidade tenha começado a responder.

O tempo total que uma unidade leva para corrigir uma situação de baixa ou alta tensão é o tempo de resposta mais o tempo de correção.

Os reguladores eletrônicos de tensão são tão rápidos que o tempo de resposta e o tempo de correção são frequentemente usados de forma intercambiável. Por outro lado, os reguladores de tensão mecânicos têm um tempo de resposta semelhante ao das unidades eletrônicas, mas seu tempo de correção lento (medido em segundos) é realmente o fator limitante.

Tamanho (kVA)

Os tamanhos de kVA disponíveis. Consulte Cálculo de tamanhos de kVA.

Isolamento de linha

Isolamento de linha é a separação elétrica da energia de entrada e saída através de um transformador de isolamento. Esses transformadores reduzem ruídos e transientes que podem estar presentes na alimentação de entrada. A eficiência das unidades que usam um transformador de isolamento normalmente será 2 ou 3 pontos percentuais menor do que as unidades que não fornecem isolamento de linha.

Carregar

Um dispositivo ou coleção de dispositivos que extraem energia do sistema elétrico é chamado de carga. A carga pode ser composta por componentes ativos (motor, variador de frequência, etc.) ou passivos (resistor, indutor, capacitor, etc.). Consulte também Fator de potência.

Fator de potência de carga

Dispositivos como transformadores e motores requerem energia para manter os campos magnéticos para executar sua função. Essa chamada energia "reativa" (kVAR) flui para dentro e para fora do dispositivo, mas não é realmente consumida para executar o trabalho. A energia consumida é chamada de energia "real" (KW) e a soma vetorial da energia reativa e real é chamada de potência "aparente" (kVA). O fator de potência (PF) é a razão entre a potência real e a potência aparente. Os termos "adiantado" e "atrasado" referem-se à potência reativa que está sendo inserida ou retirada pelo dispositivo.

No mundo real, os principais fatores de potência são raros. Para dispositivos individuais, os fatores de potência atrasados podem normalmente variar de 0,4 a 0,99. Com relação aos condicionadores de energia, geralmente é necessária uma limitação no fator de potência da carga se a unidade não funcionar ou responder adequadamente se o fator de potência for muito baixo. A menos que o fator de potência dos dispositivos existentes ou futuros a serem protegidos seja bem conhecido, é melhor selecionar condicionadores de potência sem nenhuma (ou mínima) limitação do fator de potência de carga.

Carga Mínima

Condicionadores de energia são freqüentemente usados para proteger circuitos com múltiplas cargas. Se o condicionador de energia exigir uma carga mínima para operar adequadamente, deve-se tomar cuidado para coordenar a partida e a parada de cargas individuais.

Atenuação de Ruído

A atenuação (redução) de ruído é uma característica comum dos condicionadores de energia. A redução de ruído elétrico é medida em decibéis (db). O db é uma relação logarítmica de intensidade ou, no caso de ruído elétrico, a amplitude de um nível de tensão de ruído para outro. Por exemplo, uma redução de 40 db no ruído significa que o ruído de entrada é reduzido por um fator de 10.000.

Existem dois tipos de ruído reduzido: modo comum e modo normal.

O ruído de modo comum existe entre o solo e o neutro. Os dispositivos eletrônicos são mais sensíveis ao ruído de modo comum. Um transformador de isolamento blindado é muito eficaz na redução do ruído de modo comum.

O ruído do modo normal (ou transversal) existe entre as linhas "quentes" e o neutro. O ruído do modo normal geralmente também é reduzido com um transformador de isolamento blindado.

Frequência de operação

Reguladores de tensão e condicionadores de energia vêm em 50 ou 60 Hertz (frequência) ou em algumas unidades menores de dupla frequência (50 e 60 Hz). Os EUA, Canadá, México, Porto Rico, Coréia do Sul, Taiwan e Filipinas usam 60 Hz. A Europa, a maior parte da Ásia, África e Austrália usam 50 Hz. Os países da América Latina e do Caribe são uma mistura de 50 e 60 Hz, dependendo do país. Alguns países como Japão, Arábia Saudita e Brasil utilizam ambos.

Na maioria dos países desenvolvidos, a frequência elétrica se desvia muito pouco do padrão. Um desvio de meio por cento seria considerado incomum. Por esta razão, a frequência de operação do condicionador de energia geralmente não é um problema. Em países com sistemas elétricos muito instáveis ou ao usar um condicionador de energia atrás de um gerador, a frequência de operação pode se tornar um problema. A maioria dos condicionadores de energia não corrige a frequência. Se a correção de frequência for necessária, ela normalmente seria feita separadamente antes do condicionador de energia.

Passeio através

O termo "Ride through" em uso geral refere-se à capacidade de um dispositivo de corrigir ou resistir a um determinado tipo de problema de qualidade de energia. Normalmente, o ride through é usado em conjunto com afundamentos ou interrupções. Consulte também Duração da correção.

Amortecedor

Um snubber é um tipo especial de filtro que bloqueia transientes de alta frequência e alta tensão que normalmente não seriam tratados por outros meios no condicionador de energia.

Supressão de surto

A supressão de surto fornece proteção para o condicionador de energia e equipamentos a jusante contra grandes "surtos" de tensão que podem ocorrer durante eventos transitórios do sistema, como relâmpagos ou mau funcionamento do equipamento de transmissão/distribuição. A supressão de surto geralmente é realizada com varistores de óxido de metal (MOVs), óxido de zinco ou capacitores de surto.

Tecnologia

Unidades transformadoras variáveis motorizadas usam motores para mover fisicamente ou reorientar o hardware dentro da unidade para regular a tensão de saída. Essas unidades podem oferecer regulagem muito precisa e boa capacidade de sobrecarga, mas têm tempos de resposta muito lentos e, como acontece com todos os sistemas mecânicos, requerem manutenção ou serviço regular. Os comutadores eletrônicos oferecem boa regulagem, tempos de resposta muito rápidos e não possuem partes móveis, mas algumas (não todas) unidades têm capacidade de sobrecarga muito baixa.