Economize Energia Utilizando Conversores de Frequência Danfoss
Os Conversores de Freqüência têm representado mais um importante papel dentro de inúmeras indústrias.
A capacidade de controle de velocidade e torque além da flexibilidade e facilidade de uso, fazem do Conversor de Freqüência, um componente de Automação Industrial, virtualmente indispensável.
Tomando vantagem do controle de
velocidade de motores assíncronos
trifásicos de corrente alternada convencionais,
e algumas características
intrínsecas de alguns tipos de carga, podemos economizar energia elétrica,
de uma maneira inteligente e com
altos ganhos.
Cargas que permitem uma economia de energia considerável são as chamadas Cargas Quadráticas. Exemplos típicos deste tipo de carga são Bombas Centrífugas e Ventiladores. Estas cargas, têm uma curva de consumo de potência em função da velocidade (Rotações por Minuto), com uma característica cúbica, ou seja, em baixas rotações, temos um consumo baixo de potência enquanto que a medida que aumentamos a rotação, a potência cresce em função do cubo da velocidade (vide figura 1). O ganho então se encontra em altas velocidades de rotação, pois uma pequena diminuição na rotação representa um queda importante de potência consumida.
Observando o gráfico da figura 1, notamos que se a velocidade da bomba centrifuga ou ventilador acoplado ao motor que o conversor controla, estiver em 100%, a potência consumida será também de 100%. Entretanto, se diminuirmos a velocidade de rotação da bomba centrífuga ou ventilador para 70% da rotação nominal, a potência consumida pelo motor cai para 34% da potência nominal.
Como muitos processos permitem que se trabalhe com uma rotação menor do que
a nominal, em função de períodos em que a necessidade de vazão pelo processo é
menor, obtemos economias consideráveis de energia.
Outras formas de economia de energia, tomando vantagem da característica de cargas quadráticas é a otimização do sistema. Um exemplo que ilustra bem a técnica pode ser visto na figura 2:
Existem instalações onde se faz o
controle ON-OFF de cada um dos
ventiladores de acordo com a temperatura
do líquido de arrefecimento, ou
seja, à medida que é necessário mais
troca de calor, ligamos mais ventiladores,
sem controle de velocidade a 100%,
quando a demanda de troca de calor
cai, desliga-se os ventiladores em uma
seqüência.
Um meio muito mais econômico
do ponto de vista de manutenção,
demanda e consumo é manter todos os
ventiladores trabalhando com variação
de velocidade. Ao invés de ligar e
desligar ventiladores para compensar
as variações de demanda de frio,
mantemos todos os ventiladores sendo
controlados por conversores de freqüência,
mas a uma velocidade menor.
As vantagens imediatas são:
• Economia de energia devido à
característica de potência em função
de velocidade
• Partidas e paradas suaves pelo Conversor de Freqüência, o que aumenta a vida útil dos componentes mecânicos
(rolamentos).
• Uniformidade térmica ao longo do trocador de calor, pois todos os ventiladores
funcionam ao mesmo tempo, porém com velocidade controlada.
Além de aproveitar as características intrínsecas de bombas centrífugas e ventiladores, para economia de energia, os Conversores de Freqüência Danfoss, possuem funções especiais que otimizam ainda mais a economia.
A série VLT 6000 e a série VLT FC 100 e FC 300 Automation Drive possuem a função
A.E.O. (Automatic Energy Optimization). A função A.E.O. é uma característica
avançada que auxilia na economia de energia, pois o Conversor monitora diretamente
a carga. Quando a carga associada ao motor diminui, a função A.E.O faz com
que a tensão aplicada ao motor diminua, o que resulta numa otimização instantânea
do consumo de potência do motor (vide figura 3):
Outro recurso que está presente na série VLT 6000 / FC 100 é a função Sleep Mode.
A função Sleep Mode, permite que o usuário programe determinados limites mímínimos
de variáveis monitoradas pelo
Conversor, que ativam a função. A
função então faz com que o Conversor
abaixe a freqüência de saída ou mesmo
pare o motor em função de uma variável
de processo e somente faça o motor
girar novamente quando a variável
de processo monitorada ultrapassar
um limite também programável (vide
figura 4).
Um exemplo que ilustra a função Sleep
Mode é o de um auditório. O VLT6000
ou FC 100 controla o sistema de ar
condicionado (fan coils) do auditório.
Sensores de temperatura estão estrategicamente
instalados no auditório,
informando a temperatura ambiente.
Quando o auditório estiver ocupado,
a variável temperatura tende a subir, o
que faz com que o VLT6000 / FC 100 "acorde" e controle a velocidade do fan
coil.
Durante a noite ou durante o almoço, a temperatura tende a cair pois o auditório estará vazio. O drive então "adormece" desligando completamente o motor acoplado ao fan coil, economizando portanto, energia.
Finalmente outra característica padrão dos conversores de freqüência Danfoss são os filtros de harmônicas que também acabam economizando energia.
Harmônicas em uma instalação elétrica
causam aquecimento de cabos, de
transformadores, diminuição do Fator
de Potência e consequentemente desperdício
de energia.
Todos os Conversores de Freqüência
Danfoss possuem Filtro de Harmônicas
(bobinas DC) sem nenhum custo
adicional.
