Perda de fase na entrada do VFD: Porque é que a perda de fase acciona um alarme de subtensão? Análise aprofundada e técnicas de funcionamento monofásico

Durante o comissionamento industrial, encontramos frequentemente um fenómeno de falha enganador: o VFD sofre claramente uma perda de fase de entrada, mas em vez disso dispara um alarme de subtensão.

Sem compreender a lógica do circuito subjacente, os engenheiros podem erradamente atribuir este fenómeno a flutuações da tensão da rede, levando a uma resolução desnecessária de problemas. Hoje, vamos analisar em profundidade o mecanismo subjacente a este fenómeno e partilhar técnicas para executar um VFD trifásico em monofásico durante faltas de energia extremas, aproveitando a abordagem de “sobredimensionamento”.

A ilusão da carga pesada: Porque é que a perda de fase na entrada do VFD se transforma numa falha de subtensão?

Ao funcionar sob carga pesada, uma perda de fase na entrada do VFD esgota rapidamente a tensão do barramento CC do inversor.

Lógica do núcleo: Durante a perda de fase, a ondulação da tensão CC da ponte rectificadora aumenta drasticamente. Sob um consumo de carga elevado, os condensadores do filtro não conseguem repor a carga com a rapidez suficiente, provocando a queda da tensão CC média. Quando a tensão desce abaixo do limiar definido, o VFD dá prioridade ao acionamento de um defeito de subtensão (apresentado como FU09 no EV510A) em vez de um defeito de perda de fase.

Enquanto alguns VFDs mais antigos não possuem deteção direta de perda de fase, os nossos Série EV510A incorpora algoritmos de deteção avançados. Os utilizadores podem ativar esta proteção configurando o parâmetro P9-12 (Seleção da proteção contra perda de fase de entrada). No entanto, nas configurações padrão ou quando a proteção está desactivada, a perda de fase em carga pesada manifesta-se frequentemente primeiro como subtensão. Por conseguinte, ao deparar-se com um alarme de subtensão durante o funcionamento em carga pesada, inspeccione imediatamente a fonte de alimentação de entrada para detetar a perda de fase.

Estudo de caso industrial: Resolver os cortes de energia com o dimensionamento de VFDs para entrada monofásica

Este é um exemplo clássico da indústria. Por volta de 2010, os cortes de energia industrial reduziram frequentemente a energia trifásica para bifásica (causando efetivamente a perda de fase de entrada do VFD). Para manter a produção, muitas fábricas adoptaram uma estratégia de “sobredimensionamento”.

Método: Adquirir um VFD de alta potência (por exemplo, 45kW ou 55kW) para acionar motores de baixa potência (por exemplo, 5,5kW ou 7,5kW).

• Princípio: Apesar da perda de fase na potência de entrada, os grandes condensadores internos do VFD podiam suavizar a tensão do barramento CC. Esta capacidade suficiente suportava o funcionamento de pequenas cargas.
• Resultado: Mesmo em condições graves de perda de fase na entrada da VFD, vários motores pequenos podem continuar a produção normal. Isto demonstra que os VFDs podem funcionar de forma fiável com entrada monofásica, desde que sejam seguidos os princípios de redução (tipicamente redução de 50% ou mais).

Segredo de laboratório: Monitorização da tensão do barramento CC para testes monofásicos

O nosso centro de formação enfrentava uma falta persistente de energia trifásica. A nossa solução passou por aumentar a monofásico 220V para monofásico 380V através de um transformador, alimentando diretamente os terminais R e T do VFD.

Chave técnica: A tensão CC rectificada de uma fase monofásica de 220V é apenas de cerca de 310V. No entanto, os VFDs com classificação de 380V (como o EV200-T4) requerem aproximadamente 540V de tensão de barramento CC para o funcionamento normal. Ao aumentar para 380V monofásico, a tensão de barramento CC rectificada atinge o padrão de 540V.

Durante as fases de comissionamento em carga leve ou sem carga, esta condição de perda de fase de entrada do VFD não afecta o teste funcional. Pode monitorizar o estado da tensão em tempo real, verificando o parâmetro d0-02 (Tensão do barramento). Desde que a tensão se mantenha estável, a colocação em funcionamento pode prosseguir normalmente.

Conclusão

Em última análise, a manifestação dos defeitos de perda de fase na entrada do VFD depende inteiramente da taxa de carga. Com cargas leves, os condensadores de grandes dimensões mascaram a ausência de uma fase; com cargas pesadas, a queda de tensão do barramento CC acciona diretamente a proteção contra subtensão.

Se encontrar tais problemas de qualidade de energia no local, para além de inspecionar a cablagem, recomendamos vivamente a utilização de variadores com proteção contra perda de fase de entrada independente, como a nossa série EV510A. Esta caraterística permite aos utilizadores ativar ou desativar a proteção através do parâmetro P9-12 de forma flexível. Combinada com a indicação precisa do código de avaria FU12, atinge o equilíbrio ideal entre a proteção do equipamento e a manutenção da produção.