O aumento dos custos de energia, o senso de responsabilidade ambiental, a regulamentação governamental e a necessidade de confiabilidade energética estão impulsionando os esforços para a eficiência energética na fabricação.
A energia é perdida principalmente em três áreas:
- Geração
- Distribuição
- Conversão
A terceira área, conversão de energia – conversão de energia em trabalho útil por meio de motores, trocas de calor, aquecedores de processo, bombas, motores, ventiladores, compressores e assim por diante – aparece como uma grande oportunidade de economia de energia na fabricação.
Os sistemas acionados por motores elétricos industriais representam a maior categoria individual de uso de eletricidade na indústria. Estudos mostram que até 80 por cento da energia desde a fonte geradora até o consumidor industrial é perdida durante a transição da matéria-prima para o ponto de saída útil – grande parte disso no ponto de conversão da saída elétrica para mecânica.
Métodos de controle ineficientes e ineficazes em duas áreas desperdiçam a energia dos sistemas do motor:
- Controle de fluxo mecânico (bombas, ventiladores, compressores)
- Recuperação de energia (regeneração de energia de frenagem ou energia inercial)
E um inversor é uma ferramenta eficaz e a melhor solução para a conservação e recuperação de energia em sistemas motores.
O que é um Inversor de frequência?
Um inversor de frequência controla a velocidade do motor e converte a frequência de alimentação fixa (60 Hz) em uma saída de frequência e tensão variáveis, permitindo o controle preciso da velocidade do motor. Muitos inversores de frequência ainda têm o potencial de devolver energia à rede elétrica por meio de sua capacidade regenerativa.
Como o Inversor de Frequência ajuda a economizar energia?
Em primeiro lugar, é importante entender que um inversor de frequência tem por objetivo principal realizar o controle de velocidade de motores elétricos trifásicos e, de quebra, contribuir diretamente na economia de energia elétrica nos sistemas de partida de motores em si.
Logo, se você precisar realizar a partida de um motor elétrico trifásico que necessite de um controle de velocidade, você deverá usar um inversor de frequência para conseguir extrair o máximo de performance dele.
Seja qual for o modelo, o inversor controla não só a partida, mas todo processo de funcionamento do motor: da partida ao desligamento dele. E ajuda na redução significatida do consumo de energia de 3 formas diferentes:
- Reduzindo o pico de corrente na partida do motor
Em uma partida direta, o motor pode chegar a 7 vezes a corrente nominal. Então, se a corrente nominal do motor for de 10 amperes, essa corrente de partida pode ser até 70 amperes em aumento inicial do funcionamento do motor. Já com o uso do inversor essas correntes de partida serão de, no máximo, uma vez e meia a corrente nominal do motor. Ou seja, para o mesmo exemplo anterior em um motor de 10 amperes, a corrente de partida seria de 15 amperes. A diferença é enorme! De 70 para 15 amperes usando o inversor.
- Aumentando a vida útil dos equipamentos
A partida direta gera um stress em todo o sistema. O fato de ser uma ação abrupta, com um nível altíssimo de corrente no momento inicial de funcionamento do motor, faz com que todo o sistema sofre no início da partida . Olhando para o sistema elétrico de potência, nós percebemos que os componentes são mais robustos externamente para suportar este elevado no valor da corrente elétrica nominal. E olhando para o sistema mecânico dos processos em que os motores estão inseridos, percebe-se um desgaste maior e, inevitavelmente, a necessidade mais frequente de manutenção na máquina/sistema.
Utilizando o inversor e controlando este caos inicial na partida, você economiza garantindo uma maior vida útil da máquina ou mesmo no sistema onde ela está inserido.
- Melhorando o controle da vazão
Cerca de 80% dos motores elétricos em funcionamento estão em processos de bombeamento, ventilação e compressão. Na grande maioria desses processos, é utilizada a partida direta e o controle de vazão é dado por estrangulamento, ou seja, são utilizadas válvulas ou dumpers.
O problema é que o motor fica funcionando a plena carga e o controle do fluxo é realizado através desses dispositivos externos. Utilizando um motor comandado por um inversor de frequência, a vazão pode ser controlada a partir da variação de frequência, ou seja, da velocidade dele. E, em alguns casos, retirar até essas válvulas do processo.
Com isso, o controle da vazão é administrado pela velocidade do motor, reduzindo o consumo de energia do motor elétrico em momentos em que se exige menor vazão no sistema. Desta forma, é possível alcançar uma economia de energia na ordem de 50% dependendo do perfil de consumo do sistema.
O processo preciso de um inversor de frequência, o controle do fator de potência e a otimização de energia resultam em várias vantagens:
- Menor consumo de energia = economia de dinheiro.
- A diminuição do estresse mecânico reduz os custos de manutenção e o tempo de inatividade dos motores.
- Desgaste mecânico reduzido e controle preciso resultam em produtos mais precisos.
- Menor consumo reduz as emissões de carbono e ajuda a reduzir o impacto negativo no meio ambiente.
- O menor consumo se qualifica para incentivos fiscais, descontos em serviços públicos e, para algumas empresas, programas de financiamento de economia de energia, que reduzem o retorno sobre o investimento (ROI). Em muitos casos, as parcelas mensais de um empréstimo baseado em eficiência energética podem ser gerenciadas por meio do orçamento de manutenção da empresa.
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