Controlo da temperatura e da humidade do quadro elétrico dos conversores de frequência

O controlo da temperatura do quadro elétrico de um variador de frequência é um fator que, se não for tido em conta, pode causar grandes problemas no equipamento é a proteção dos variadores de velocidade (VSD) e de outros equipamentos electrónicos no interior do quadro elétrico. Muitas vezes, no configuração e colocação em funcionamento de conversores de frequência e outros componentes de controlo em armários eléctricos, é realizada em ambientes de alta temperatura e/ou alta humidade. A eletrónica de acionamento está classificada para funcionar dentro de determinadas gamas de temperatura e humidade, de modo a garantir a longevidade e uma saída de corrente adequada, pelo que existem riscos reais e impactos de custos associados ao desrespeito das limitações ambientais.

Monitorização da temperatura dos quadros de distribuição dos conversores de frequência

Embora haja alguma variabilidade de fabricante para fabricante, as unidades de frequência variável são geralmente desclassificadas, ou seja, a sua amperagem nominal de saída é reduzida, para funcionamento entre 40 °C e 50 °C. Por exemplo, alguns fabricantes especificam que a corrente de saída deve ser reduzida em 1% por cada 1°C acima de 40°, tendo em conta que estas unidades não estão classificadas para funcionar acima de 50°. Isto é feito para acomodar o aumento da resistência a temperaturas mais elevadas e para proteger os componentes electrónicos sensíveis de tensões excessivas. Por vezes, a classificação máxima de 50 °C será indicada nas informações do fabricante como destinada a utilização em "serviço pesado" ou "sobrecarga". Este facto não deve ser confundido com a capacidade de sobrecarga necessária para aplicações de binário constante: as exigências de carga mais elevadas sob utilização de binário constante devem ser consideradas separadamente de qualquer redução de temperatura necessária. Os fabricantes podem fornecer curvas de redução para os seus variadores de frequência que fornecem os pormenores relevantes.

Mesmo com a redução de potência, é necessário um controlo adicional para manter as temperaturas dos variadores de frequência em níveis aceitáveis. Isto deve-se em grande parte ao facto de os variadores de frequência gerarem uma quantidade significativa de calor durante o funcionamento.

As unidades mais pequenas (por exemplo, com menos de 5 CV (3,7 kW)) estão normalmente equipadas apenas com dissipadores de calor externos, enquanto as unidades maiores têm uma ou mais ventoinhas internas que são utilizadas para extrair ar sobre os componentes electrónicos.

De acordo com os dados de alguns fabricantes, um variador de 100 HP (75kW) pode dissipar 5100 Btu/h (1,5kW) ou mais em condições normais de funcionamento. Se esse calor estiver contido num invólucro elétrico, a temperatura interna pode facilmente exceder os limites de temperatura e provocar uma falha prematura do conversor. Os fabricantes de inversores fornecem requisitos muito específicos para folgas de instalação e métodos de montagem para garantir que as suas unidades são adequadamente arrefecidas. Quando os variadores são montados na parede ou no chão como unidades autónomas, estes métodos podem ser tudo o que é necessário, mas a instalação dentro dos painéis eléctricos do variador requer frequentemente um controlo de temperatura adicional. Este controlo de temperatura é normalmente fornecido por ventilação de ar forçado ou refrigeração.

Nos casos em que a temperatura ambiente não é excessiva, as ventoinhas podem ser instaladas nas paredes ou portas do armário. As ventoinhas são dimensionadas para fornecer um caudal de ar de acordo com as recomendações dos fabricantes, que têm em conta a dissipação de calor da unidade e assumem uma temperatura ambiente nominal máxima. Os ventiladores também são normalmente equipados com filtros adequados para proteger o conteúdo do armário do pó e da sujidade; os kits de filtros podem ser especificados para utilização no interior ou no exterior, conforme necessário.

Para accionamentos maiores, particularmente quando os painéis eléctricos são instalados no exterior em climas quentes, é necessário arrefecimento com equipamento de ar condicionado. Não é raro ser necessária uma capacidade de arrefecimento de 8000 Btu (2,3 kWh) ou mais dentro do painel para um variador de velocidade de 100 HP (75 kW) e componentes de controlo associados. Os requisitos de arrefecimento também podem ser afectados pela localização da instalação. Por exemplo, os fabricantes recomendam que os variadores de velocidade e os painéis de variadores de velocidade não sejam instalados sob luz solar direta; se isto não puder ser evitado, recomenda-se alguma forma de abrigo ou proteção solar. A simples localização da unidade num local protegido do sol durante as horas mais quentes do dia pode reduzir significativamente as necessidades de arrefecimento; podem ser encontradas ferramentas específicas para calcular as necessidades de arrefecimento nos sites de vários fabricantes de controlo de temperatura de armários eléctricos.

Controlo da humidade e da condensação em painéis eléctricos para conversores de frequência

As gamas de funcionamento da maioria dos variadores de frequência situam-se entre 5 % e 95 % de humidade relativa (sem condensação), pelo que, exceto em casos extremos, a humidade não constitui um problema. No entanto, os painéis eléctricos para conversores de frequência sujeitos a grandes variações de temperatura podem ser expostos a condensação. Por exemplo, um painel elétrico montado no exterior num clima temperado pode registar temperaturas de inverno de 0 °C ou inferiores. Isto pode não ser um problema enquanto a unidade está a funcionar, mas se estiver desligada durante um longo período de tempo, pode formar-se condensação nos componentes internos. Este problema é normalmente resolvido instalando um ou mais aquecedores no espaço dentro do painel elétrico; os aquecedores são controlados por termóstato e estão normalmente definidos para funcionar de acordo com o estado da unidade.

Se tem atualmente uma aplicação de controlo de temperatura em quadros eléctricos para variadores de frequência específicos ou pouco usuais, não hesite em subscrever a nossa newsletter e receber informações actualizadas sobre a utilização e as marcas de variadores de frequência no mercado que lhe podem ser úteis no momento de implementação de accionamentos de frequência variável em processos industriais. Existe uma vasta experiência que pode ser aplicada ao seu problema e, da tecnologia para a indústria, queremos dar-lhe a informação de que necessita para tomar decisões inteligentes sobre os seus painéis eléctricos para variadores de frequência.