Como obter medições fiáveis em laboratórios de ensaio de motores elétricos?
Nos laboratórios de ensaio de motores elétricos, a qualidade da alimentação elétrica é determinante para garantir resultados de medição precisos. As distorções harmónicas, o ruído de alta frequência e os transitórios introduzidos pelas fontes de alimentação eletrónicas podem alterar as medições, influenciando a avaliação do desempenho real dos componentes submetidos a ensaio.
Para responder a esta necessidade, a IREM desenvolveu um sistema de alimentação linear trifásico AC-AC de 150 kVA, uma solução Power Quality baseada em tecnologia eletromecânica totalmente isenta de eletrónica de potência.
O equipamento utiliza um autotransformador trifásico servoassistido com regulação contínua e um transformador em série, eliminando na origem os fenómenos de distorção harmónica típicos das arquiteturas com inversores, PWM e dupla conversão AC-DC-AC. O resultado é uma tensão de saída que mantém inalterado o perfil harmónico da rede de alimentação, sem introduzir perturbações adicionais.
Desempenho do sistema de 150 kVA
O sistema é alimentado diretamente por uma rede trifásica de 400 V, com frequência de funcionamento de 50-60 Hz, permitindo uma regulação contínua da tensão de saída entre 4 V e 400 V.
A potência nominal é de 150 kVA (433 A de corrente de linha), enquanto a precisão da regulação mantém o erro estático dentro de ±0,5% do valor definido.
Um sistema de realimentação monitoriza continuamente a tensão de entrada e corrige automaticamente a posição dos contactos do autotransformador, garantindo um valor RMS estável mesmo na presença de flutuações da rede ou de variações da carga.
Porque é que uma arquitetura eletromecânica melhora a qualidade dos ensaios?
A ausência de dispositivos eletrónicos de comutação permite obter uma forma de onda livre de notch, ripple e ruído de alta frequência.
Esta característica permite aos laboratórios analisar exclusivamente o comportamento real do componente em ensaio, evitando que a fonte de alimentação introduza erros nas medições de rendimento, na avaliação das perdas no ferro e no cobre ou no comportamento térmico de motores elétricos, inversores e respetivos acionamentos.
Com o aumento progressivo das classes de eficiência dos motores elétricos e a redução das tolerâncias admissíveis nos ensaios de certificação, dispor de uma alimentação sem distorção representa um requisito cada vez mais importante para obter resultados fiáveis.
Controlo analógico e estabilização dinâmica da tensão
A regulação da tensão é realizada através de uma interface remota com sinal analógico normalizado de 0-10 VDC, que comanda um servomotor acoplado ao autotransformador.
A resposta linear do sistema substitui os sistemas tradicionais de regulação manual ou por relés, mantendo todas as vantagens da tecnologia eletromecânica e assegurando uma estabilização contínua e precisa da tensão de saída.
Estabilidade térmica e fiabilidade a longo prazo
O equipamento foi concebido para garantir elevada fiabilidade mesmo em funcionamento contínuo.
Os enrolamentos utilizam materiais isolantes de Classe H, enquanto o dimensionamento dos condutores foi calculado para operar dentro dos limites da Classe F, criando uma margem térmica de aproximadamente 25 °C que melhora a capacidade de suportar sobrecargas e transitórios e contribui para aumentar a vida útil do isolamento.
O arrefecimento é efetuado exclusivamente por convecção natural (método AN). A ausência de ventiladores elimina uma das principais causas de avaria, reduz a manutenção de rotina, elimina o ruído acústico e aumenta o tempo médio entre falhas (MTBF).
Que soluções construtivas melhoram a segurança?
A estrutura é fabricada em chapa metálica de elevada resistência com grau de proteção IP21 quando as portas estão fechadas.
Durante as operações de inspeção, é garantida a proteção IP2X através de barreiras em policarbonato compacto transparente que permitem a inspeção visual dos componentes internos, mantendo simultaneamente a proteção contra contactos diretos.
Aplicações em laboratórios de ensaio e na indústria
O sistema foi concebido para todas as aplicações em que a precisão elétrica e a fiabilidade representam requisitos fundamentais.
É utilizado em laboratórios de ensaio para motores elétricos, inversores e transformadores de isolamento, em centros de investigação e desenvolvimento dedicados à certificação de componentes eletromecânicos, em linhas industriais sujeitas a tensões instáveis e nos setores naval e ferroviário, onde são necessárias alimentações com tensão e frequência variáveis.
Além de proporcionar uma alimentação extremamente limpa, o sistema elimina artefactos de medição, reduz as interferências eletromagnéticas e mantém a tensão estável mesmo na presença de flutuações da rede industrial.
Escalabilidade até 1 MVA
A arquitetura desenvolvida pela IREM é totalmente escalável e pode ser fabricada por encomenda.
A tecnologia pode ser configurada para redes monofásicas e trifásicas com tensões entre 110 V e 690 V e potências até 1 MVA, adaptando-se às necessidades específicas de laboratórios de ensaio e aplicações industriais que exigem os mais elevados padrões de Power Quality.
