A automação industrial moderna utiliza cada vez mais Inversores de Frequência (VFDs) para controlar a velocidade de motores elétricos, visando eficiência energética e flexibilidade. A evolução dos VFDs, com a tecnologia IGBT, aumentou a velocidade de comutação (chaveamento), gerando benefícios, mas também desafios para as instalações elétricas. Cabos de energia convencionais não foram projetados para as altas frequências e pulsos gerados pelos VFDs. Isso pode causar uma série de problemas, como: Interferência Eletromagnética (EMI): O VFD gera campos eletromagnéticos que podem induzir ruído em cabos próximos, afetando sistemas de controle, alarmes e comunicação. Um cabo não blindado age como uma antena, irradiando esses sinais indesejados. Falha Prematura de Equipamentos: O estresse elétrico pode danificar cabos, rolamentos do motor e o próprio VFD, resultando em desligamentos inesperados e degradação. Riscos de Segurança: Correntes elétricas induzidas em partes metálicas adjacentes podem ser perigosas para equipes de operação e manutenção. Sempre que um motor elétrico for conectado a um VFD, cabos específicos são essenciais. Eles surgiram nos anos 90 para mitigar esses problemas operacionais. A chave está em sua construção: Blindagem Elétrica: Cabos VFDs possuem uma blindagem metálica contínua (geralmente fita de cobre) que atua como um escudo, fornecendo baixa impedância em alta frequência. Essa blindagem é crucial para controlar a interferência eletromagnética, minimizando tanto a radiação quanto a indução de correntes. O aterramento de 360° em ambas as extremidades (VFD e motor) é vital para a eficácia da blindagem. Controle da Reflexão de Ondas de Tensão: Os VFDs não produzem uma onda senoidal pura, mas sim pulsos de tensão (PWM). A alta taxa de crescimento da tensão (dv/dt) nesses pulsos, combinada com o descasamento de impedância entre o cabo e o motor, causa a reflexão das ondas. Isso pode dobrar a amplitude da tensão no motor, expondo o isolamento do cabo e os terminais do motor a tensões muito elevadas. Cabos VFDs usam isolamentos robustos como HEPR ou XLPE, com excelente rigidez dielétrica e baixa constante dielétrica, que suportam melhor esses estresses e reduzem as perdas capacitivas. Cabos muito longos podem atuar como capacitores, sobrecarregando o VFD. Gerenciamento da Corrente de Modo Comum (CMC): Diferente de sistemas equilibrados de 60 Hz, os VFDs geram uma corrente líquida (CMC) que, se não for desviada, pode fluir através dos rolamentos do motor, causando vibrações e falha prematura. A blindagem do cabo VFD oferece um caminho de baixa impedância para que essa corrente retorne ao VFD, protegendo o motor. Cabos com construção simétrica entre condutores de fase e neutro contribuem ainda mais para equilibrar o campo elétrico e reduzir a CMC. O condutor neutro, quando presente, deve ser dimensionado para lidar com correntes de falta e retornar a CMC. A instalação de sistemas VFD é complexa, exigindo um entendimento aprofundado de suas interrelações técnicas. O cabo entre o VFD e o motor é parte integrante desse sistema. A seleção de um cabo apropriado é fundamental para a confiabilidade e longevidade do sistema, mitigando os impactos da CMC, reflexão de tensão e interferência eletromagnética. * Marcondes Takeda é Gerente de Engenharia de Produtos na Prysmian Referência na transição energética e transformação digital, a Prysmian oferece uma linha completa de cabos projetados especialmente para tais aplicações. Acesse nosso site e conheça nossas soluções que levam mais segurança, desempenho e durabilidade para diferentes instalações. Este artigo é parte integrante da Série Especial “Novos Modelos e Tecnologias em Energia”, produzida pela Brasil Energia com o apoio de Prysmian
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