Aplicações de reactores de linha para accionamentos e motores

Tanto as reactâncias de linha como as de carga protegem o sistema elétrico porque aumentam a impedância de todo o sistema, atenuando as distorções harmónicas e evitando sobretensões. As reactâncias de linha protegem os conversores de frequência, enquanto as reactâncias de carga protegem os motores. No entanto, é importante saber como escolher a reactância de linha ou de carga mais adequada para cada aplicação.

Reactores de linha para conversores de frequência

Um reator de linha ou também conhecido como reator de entrada destina-se a ajudar a proteger o variador de frequência (VFD) de perturbações na linha de alimentação de entrada que podem causar danos ao VFD e também reduz as correntes harmónicas da rede.

Actuam como uma impedância adicional e são colocados entre a fonte de alimentação e o conversor de frequência, tão perto quanto possível do conversor de frequência.

As reactâncias de linha são dimensionadas de acordo com a potência nominal e a tensão de funcionamento do inversor. São classificados de acordo com a queda de tensão que geram quando a corrente nominal passa por eles. Esta queda de tensão é expressa em percentagem e as mais utilizadas são a 3% e a 5%.

Seguem-se alguns casos em que é recomendada a utilização de reactores de linha:

• A alimentação eléctrica da linha de entrada é propensa a perturbações que causam picos, picos de tensão, transientes, etc.

• A potência da linha de alimentação eléctrica é muito elevada em comparação com a do conversor de frequência. Um caso em que a potência em kVA da fonte de alimentação é da ordem de 10 vezes mais do que a do inversor é considerado um caso adequado para uma instalação de inversor.

• Quando a distorção harmónica é um problema

Impedância Reactores de linha 3%

Os reactores de linha com uma impedância de 3% são os mais utilizados, uma vez que são suficientes para a grande maioria dos casos. Reduzem as tensões transitórias na linha de alimentação causadas por condensadores de comutação e conseguem evitar disparos intempestivos dos elementos de proteção. Também melhoram o fator de potência de entrada real e reduzem a interferência entre os variadores.

As reactâncias de linha protegem os conversores de frequência em caso de curto-circuito. Se a potência do transformador de alimentação for superior a dez vezes a potência do variador de frequência, recomenda-se a ligação de uma reactância de linha para minimizar os danos em caso de curto-circuito do transformador de alimentação. Esta impedância de linha depende diretamente da corrente de curto-circuito do inversor e da classificação de curto-circuito do transformador, e deve ser maior ou igual à razão entre a classificação do transformador e a corrente de curto-circuito do inversor.

Reactores de linha de impedância 5%

Estão também disponíveis reactores de linha com uma impedância de 5%, que são utilizados quando há maiores perturbações na linha e é necessário minimizar os efeitos das distorções harmónicas que causam ruído e aumento da temperatura de funcionamento do motor.

Reactores de linha múltipla

Nos casos em que existem vários inversores em paralelo, é aconselhável ligar um reator de linha a cada inversor de frequência para proporcionar uma filtragem adequada e uma boa proteção contra sobretensões que possam ocorrer em cada um desses inversores de frequência. Por outro lado, um único reator de linha ligado a vários inversores de frequência não garante uma proteção adequada e a redução das distorções harmónicas. Tal como nos casos anteriores, o reator de linha é colocado em série entre a fonte de alimentação e o conversor de frequência e o mais próximo possível deste último.

Se estiver interessado em saber mais sobre outros aplicações de reactores de linha em conversores de frequência contacte já um dos nossos técnicos especializados.

Reactores de carga

É utilizado um reator de carga ou de saída para proteger o motor se a distância da cablagem entre o conversor de frequência e o motor for considerável. O conversor de frequência provoca uma saída PWM trifásica de alta frequência que, juntamente com os longos comprimentos de cabo entre o conversor e o motor, gera picos de alta tensão e ruído. Esta sobretensão pode exceder a tensão de pico nominal do motor quando ocorre a rutura do isolamento.

 O reator de carga deve ser instalado em série entre o conversor de frequência e o motor e o mais próximo possível do conversor de frequência. Geralmente, a instalação é recomendada quando a cablagem para o motor excede os 30 metros, mas isto dependerá das circunstâncias. Há casos em que, se o motor estiver em conformidade com as normas do gerador e do motor, é possível ter até 100 metros de cabo sem qualquer tipo de reator de carga. Outro caso seria para distâncias de 150 a 300 metros que requerem a instalação de um filtro passa-baixo dV/dt.

Reactores multimotores de linha

Para uma aplicação que envolva mais do que um motor controlado por um único conversor de frequência, é possível utilizar apenas um reator de carga para proteger todos os motores. O reator de carga é ligado em série entre o conversor de frequência e os motores e deve ser sempre colocado o mais próximo possível do conversor. O reator de carga é dimensionado tendo em conta a potência total da carga, neste caso o motor.