4 Principais diferenças: Controlo Vetorial de VFD vs Controlo V/F

Introdução

Nas unidades industriais modernas, Accionamentos VFD tornaram-se o método mais comum de controlo de motores. Entre estes, o controlo vetorial do VFD e o controlo V/F representam dois modos de controlo fundamentais. Muitos utilizadores ficam frequentemente confusos quanto às diferenças entre estes dois modos e os respectivos cenários de aplicação quando selecionam um VFD. Este artigo analisa sistematicamente o controlo vetorial versus o controlo V/F a partir de quatro perspectivas - princípios, aplicações, vantagens e critérios de seleção - para ajudar os engenheiros e o pessoal de compras a compreender melhor estes dois modos de controlo de VFD.

A diferença fundamental entre o controlo vetorial de VFD e o controlo V/F

Nos variadores de frequência, os dois modos mais predominantes são o controlo vetorial VFD e o controlo V/F.

• Controlo V/F: Mantém uma relação tensão-frequência fixa para estabilizar o fluxo magnético, conseguindo um controlo do motor CA centrado principalmente na velocidade do motor.
• Controlo Vetorial VFD: Decompõe a corrente do estator em componentes de excitação e de binário, implementando um controlo de binário em circuito fechado de alta precisão, centrado principalmente no binário do motor.

Assim, a diferença fundamental entre o controlo vetorial e o controlo V/F reside na sua ênfase no “controlo da velocidade” versus “controlo do binário”.”

Caraterísticas e cenários de aplicação do controlo V/F

Em aplicações de controlo V/F:

• Vantagens: Princípio simples, baixo custo e fácil colocação em funcionamento. Adequado para cargas com requisitos de desempenho modestos, tais como ventiladores, bombas, transportadores e misturadores.
• Desvantagens: Binário insuficiente a baixas frequências, resposta dinâmica lenta e incapacidade de lidar com o controlo de motores VFD de alta precisão.

O controlo V/F é normalmente encontrado em sistemas “um-para-muitos”, como um único inversor que acciona vários motores. Estas aplicações dão prioridade à relação custo-eficácia em detrimento do elevado desempenho.

Vantagens e cenários de aplicação do controlo vetorial por VFD

As vantagens do controlo vetorial por VFD reflectem-se principalmente nos seguintes aspectos:

• Melhoria do desempenho: Mantém um binário elevado mesmo a baixas frequências, assegurando um desempenho robusto a baixas frequências
• Otimização de precisão: Possui compensação de escorregamento e controlo de fluxo para uma resposta dinâmica mais rápida
• Inteligência: Suporta a regulação automática do motor para otimização dos parâmetros
• PWM (Modulação da largura de pulso): Produz uma saída mais próxima de uma onda sinusoidal, reduzindo as perdas do motor

Cenários de aplicação: Indústrias que exigem precisão e desempenho dinâmico dos accionamentos de motores CA, tais como máquinas-ferramentas CNC, máquinas de papel, linhas de laminagem de aço, elevadores, gruas e máquinas de rebobinagem. Em comparação com o controlo escalar, o controlo vetorial representa uma solução de gama alta.

Como escolher entre controlo vetorial de VFD ou controlo V/F

Em aplicações práticas, selecionar o modo de controlo com base nos requisitos operacionais:

• Controlo V/F: Adequado para aplicações com baixas exigências de desempenho e sensíveis ao custo, tais como Ventiladores VFD, Bombas VFD, e transportadores, em que a prioridade é a “adequação funcional”.
• Controlo Vetorial VFD: Adequado para aplicações que requerem um controlo de motor VFD de alta precisão, tais como elevadores, máquinas-ferramentas CNC e sistemas de laminagem, onde “o desempenho é fundamental”.”

Por conseguinte, ao equilibrar o controlo vetorial com os custos do controlo V/F, as caraterísticas da carga, o orçamento e os objectivos de controlo devem ser considerados de forma abrangente.

Conclusão

Em resumo, o controlo vetorial de VFD e o controlo V/F têm vantagens distintas: o primeiro enfatiza o controlo de binário de alta precisão, tornando-o adequado para aplicações de topo de gama; o segundo dá prioridade à simplicidade e à relação custo-eficácia, respondendo às necessidades mais comuns de acionamento de frequência variável questões. Ao selecionar um modo de controlo, os engenheiros devem fazer uma escolha razoável com base nos requisitos específicos de controlo do motor CA, no orçamento e nas exigências do processo.
Em poucas palavras: O controlo V/F centra-se na relação custo-eficácia e na praticidade, enquanto o controlo vetorial VFD dá prioridade ao desempenho máximo.