Como corrigir o fator de potência

     A maioria das cargas consome energia reativa indutiva, como motores, transformadores, lâmpadas de descarga. As cargas indutivas necessitam de um campo magnético para seu funcionamento, por isso requerem dois tipos de potência: Potência Ativa: Potência que efetivamente realiza trabalho, gerando calor, luz e movimento, etc. Medida em (KW). Potência Reativa: Potência usada apenas para criar e manter os campos eletromagnéticos das cargas indutivas. Medida em (kVAr).

     A definição do fator de potência  é dada pela relação das três potências abaixo, representada por um triângulo retângulo, onde o fator de potência é o cos.

  Causas de baixo fator de potência:

•    Motores e transformadores operando em vazio ou com pequenas cargas.
•    Motores e transformadores superdimensionados.
•    Grande quantidade de motores de pequena potência.
•    Máquinas de Soldas
•    Lâmpadas de descarga fluorescentes, vapor de mercúrio e vapor de sódio sem reatores de alto fator de potência.
•    Níveis de tensão acima do valor nominal, provocando aumento no consumo de energia reativa.

  Conseqüências de um baixo fator de potência:

      Perdas na Instalação: Ocorrem em forma de calor e são proporcionais ao  quadrado da corrente total, como esta aumenta com o excesso de energia reativa, provocando assim o aumento do aquecimento de condutores e equipamentos.

      Quedas de Tensão: podendo ocasionar interrupções no fornecimento, diminuição na intensidade luminosa das lâmpadas e aumento da corrente dos motores.

      - Resumo Principais conseqüências do baixo fator de potência.

• Acréscimo na conta de energia por estar operando com baixo fator de potência.
• Limitação da capacidade dos transformadores de alimentação.
• Quedas e flutuações de tensão nos circuitos de distribuição.
• Sobrecarga nos equipamentos de manobra, limitando sua vida útil.
• Aumento das perdas elétricas na linha de distribuição pelo efeito Joule.
• Necessidade do aumento da capacidade dos condutores.
• Necessidade do aumento da capacidade dos  equipamentos de manobra e proteção.

  Maneira de Corrigir o baixo fator de potência

    Antes de realizar qualquer investimento para Correção de Fator de Potência é necessário a identificação da causa de sua origem. A forma econômica e racional de se obter a energia reativa necessária para a operação adequada dos equipamentos a instalação de capacitores. Porém, devem ser precedidas de medidas que levem à diminuição da necessidade de energia reativa, tais como: desligamento de motores e outras cargas indutivas ociosas ou superdimensionadas.
     Os capacitores devem ser total ou parcialmente desligados, de acordo com o uso dos motores e transformadores, para não haver excessos de energia reativa capacitiva causando efeitos adversos ao sistema energético da concessionária.

  Tipos de Correção do fator de potência em baixa tensão

  - Correção na entrada de energia de alta tensão:
Corrige o fator de potência visto pela concessionária, permanecendo internamente os inconvenientes do baixo fator de potência.
  - Correção na entrada de energia de baixa tensão:
Utiliza-se este tipo de correção em instalações elétricas com elevado número de cargas com potências diferentes e regimes de utilização pouco uniformes, normalmente com bancos automáticos de capacitores. 

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Motores alimentados por inversores de frequência

     O uso de motores elétricos de indução alimentados por inversores de frequência para acionamentos de velocidade variável tem crescido muito nos últimos anos em virtude das vantagens inerentes proporcinadas por esta aplicação, tais como a facilidade de controle, a economia de energia e a redução do preço dos inversores, liderada pelo desenvolvimento de componentes eletrônicos cada vez mais baratos. Tais acionamentos são aplicados principalmente em bombas, ventiladores, centrífogas e bobinadeiras.

     As características construtivas de um motor de indução alimentado por  uma rede senoidal são determinadas em função das características desta rede, das características de aplicação e das características do meio ambiente. No entanto quando alimentado por inversor de frequência, também as características  próprias do inversor exercem significativa influência sobre o comportamento do motor, determinando-lhe novas características contrutivas ou de operação.

     Outra influência sobre as características contrutivas do motor alimentado por inversor de frequência está relacionada com o tipo de aplicação, mais especificamente com a faixa de velocidade no qual o motor irá trabalhar. Observa-se portanto, que existem diferenças na maneira de especificar um motor de indução sem variação de velocidade alimentado por uma rede senoidal e um motor com variação de velocidade alimentado por inversor de frequência.

      

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Potência nominal do motor

     Potência nominal de um motor elétrico, é a potência que um motor pode fornecer, dentro de suas características nominais em regime contínuo. O conceito de potência nominal, ou seja a potência que o motor pode fornecer, está intimamente ligado a elevação de temperatura do enrolamento. Sabemos que o motor pode acionar cargas de potências bem acima de sua potência nominal, até quase atingir o conjugado máximo.

     O que acontece, porém, é que, se esta sobrecarga for excessiva, isto é, for exigida do motor uma potência muito acima daquela para qual foi projetado, o aquecimento normal será ultrapassado e a vida do motor será diminuida, podendo  ele, queimar-se rapidamente.

     Deve-se sempre ter em mente que a potência solicitada ao motor é definida pelas características da carga, isto é, independente da potência do motor, ou seja: para uma carga de 90 cv solicitada de um motor, por exemplo, independentemente deste ser de 75 cv ou 100 cv, a potência solicitada ao motor será de 90 cv. 

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Vida útil de um motor elétrico

     Sendo o motor elétrico de indução, uma máquina robusta e de construção simples, a sua vida útil, depende quase esclusivamente da vida útil da isolação dos enrolamentos. Esta é afetada por muitos fatores, como umidade, vibrações, ambientes corrosivos e outros. Dentre todos os fatores, o mais importante é sem dúvida a temperatura de trabalho dos materiais isolantes empregados. Um aumento de 8 a 10 graus na temperatura de isolação acima de sua classe térmica, reduz sua vida útil pela metade.

     Quando falamos de diminuição da vida útil, não referimos ás temperaturas elevadas, quando  o isolante queima e o enrolamento é destruído repentinamente. vida útil da isolação, refer-se ao envelhecimento gradual do isolante, que vai se tornado ressecado, perdendo o poder do isolante, até que não suporte mais a tensão aplicada e produza o cuto circuito.

     A experiêcia mostra que a isolação tem uma duração praticamente ilimitada se a sua temperatura for mantida abaixo do limite de sua classe térmica. Acima deste valor, a vida útil da isolção vai se tornando cada vez mais curta, à medida que a temperatura de trabalho é mais alta. Este limite de temperatura é muito mais baixo que a temperatura de "queima" do isolante e depende do tipo de material empregado.

     Esta limitação de temperatura refere-se ao ponto mais quente da isolação e não necessariamente ao enrolamento todo. Evidentemente, basta um "ponto fraco" no interior da bobina para que o enrolamento fique inutilizado.  

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Energia reativa

      Energia ativa, é a energia que recebemos de nossa concecionária e que é usado no funcionamento de equipamentos elétricos e eletrônicos. Energia retiva, é a energia que pouca gente conhece, é a energia que pagamos para nossa concecionária mas não usamos, é a energia que consumimos e não produz trabalho. Mas como poderíamos evitar essa energia? Bem na verdade nós não temos como evitar mas sim corrigir esse consumo.

     No gráfico temos a energia reativa de acordo com o fator de potência, onde quanto menor é o fator, maior será o consumo. Para corrigir essa defasagem é necessário uso de capacitores para correção de fator de potência. Com isso as empresas deixam de pagar multas desnecessárias por usar melhor sua energia e todo o sistema elétrico nacional ganha com isso. 

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