Cabos de Inversor de Frequência

Cabo de inversor de frequência (VFD)

Os cabos de inversor de frequência variável (VFD – em inglês “variable frequency drive”) constituem uma construção de cabo especial para o cabo que liga o inversor ao motor que tem alguns ou todos os seguintes atributos:

• Uma blindagem geral que impede que ruído ou interferência magnética elétrica (EMI) escapem.
• Um sistema de isolamento robusto e eficiente que impede que tensão e corrente escapem.
• Um design simétrico que reduz as indesejáveis como corrente de modo comum e interferência eletromagnética (EMI).

Nem todos os cabos de inversor de frequência VFD oferecem todos os atributos mencionados; mas cada atributo ajuda o cabo a operar de forma a reduzir os problemas que ocorrem em instalações que usam inversores.

Mantemos cabos de inversores de frequência da marca Nexans, Eurocabos entre outras

Como são construídos os cabos de inversores

Os cabos de inversor de frequência devem tem uma blindagem geral

Os cabos de inversor de frequência VFD têm uma blindagem geral. Ao contrário dos sistemas de energia lentos tradicionais de 60 Hz, as formas de onda VFD ultrarrápidas mais recentes têm frequência medida em dezenas de MHz. Frequência mais alta significa mais energia. Precisamos de uma maneira de impedir que essa alta energia escape do sistema drive-inversor, e uma blindagem é uma ótima maneira de limitar a radiação eletromagnética, interferência e cross-talk.

Os cabos de inversor de frequência deve ter isolamento robusto

Embora nem todos os cabos de inversor de frequência VFD tenham esse atributo que significa:

• Espessura adequada para suportar os picos de tensão mais altos do que os tradicionais que o cabo recebe.
• Uma alta tensão de início de corona (CIV) para que o isolamento do cabo não seja danificado pela descarga de corona.
• Uma constante dielétrica baixa para minimizar a capacitância do cabo.

Os dois primeiros itens são importantes porque os cabos do inversor para o motor apresentam tensões muito mais altas do que você esperaria. Por causa das ondas refletidas ou estacionárias. Essas ondas são causadas por uma incompatibilidade de impedância entre o cabo e o motor. Esta tensão pode chegar a mais que o dobro da tensão normal.

Um isolamento mais espesso sozinho combater os efeitos destrutivos da descarga corona. A descarga corona é simplesmente uma descarga elétrica. A CIV é a tensão necessária para iniciar uma descarga corona visível de um condutor. Uma vez que o CIV seja alcançado, a descarga corona ocorrerá, e essa descarga afetará o isolamento. Como a descarga corona produz calor, os isolamentos termoplásticos (como o isolamento de PVC) são afetados por essa descarga. O isolamento seguidamente afetado não funciona muito bem e os cabos com isolamento comprometido sofrerão um curto-circuito em determinado momento. Neste caso isolamentos que sofrem menos com o calor como os termofixos (XLPE, HEPR, etc) são mais adequados. Isolamentos termofixos não são suscetíveis a falhas prematuras de descarga corona como os isolamentos termoplásticos.

Um isolamento mais espesso também ajudará a reduzir a capacitância do cabo. Que também é menor com utilização de materiais termofixos. Alguns cabos de inversor de frequência usam isolamento termoplástico mas com baixíssima capacitância como polietileno de baixa densidade ou polipropileno.

O cabo de inversor deve ter uma construção simétrica

A construção do cabo é um fator bastante importante. Os cabos de inversor com construção simétrica são do tipo 3+3 ou neutro concêntrico porém é mais comum vermos cabos de 4 vias (sendo um terra) utilizados nestas aplicações.

Num cabo de 3 fases e um quarto condutor terra veremos uma corrente fluindo neste condutor de aterramento de cada um dos condutores de fase decorrente das ondas senoidais de cada uma delas. As fases adjacentes ao terra estão mais próximas dele do que a fase oposta. Enquanto as três fases não forem equidistantes do solo, não obteremos o cancelamento completo das ondas senoidais induzidas e teremos uma corrente fluindo no condutor terra.

Compare isso com a corrente que vemos fluindo em um cabo de inversor projetado simetricamente, às vezes chamado de design 3 + 3. Neste projeto de cabo temos três condutores de fase e três aterramentos, um aterramento em cada um dos três interstícios entre as fases. Como essa construção é simétrica, ocorre a mágica da trigonometria e obtemos um cancelamento completo das correntes induzidas. Acabamos com a corrente zero fluindo no condutor terra.

Portanto, um cabo VFD “3 + 3” terá menos “corrente parasita” ou indesejada fluindo nele do que um cabo de 4 condutores.