Proteção contra surtos para VFD: Lado da entrada vs. Saída do motor

Resposta rápida: proteja o lado da alimentação

Para um inversor de frequência (VFD) convencional, avalie a proteção contra surtos na alimentação CA de entrada e no sistema de distribuição que alimenta o inversor. Não presuma que um dispositivo de proteção contra surtos (DPS) CA padrão possa ser instalado entre os terminais de saída do VFD e o motor. Essa saída é uma forma de onda modulada por largura de pulso (PWM), não uma alimentação comum de 50/60 Hz. A Schneider Electric desaconselha a instalação de um supressor de surtos convencional no lado da carga de um VFD porque a saída PWM pode danificar seus componentes.

O arranjo correto depende do manual do inversor, do sistema de aterramento, da exposição a raios, da proteção a montante e do projeto do cabo do motor. Um projetista elétrico qualificado deve verificar a instalação completa em vez de selecionar um DPS apenas pela sua classificação em kA.

Circuitos de entrada, saída e controle são diferentes

IEC 61643-11:2025 aborda DPS conectados a sistemas de energia de baixa tensão CA. Adverte que a conexão a um tipo diferente de fonte requer uma consideração cuidadosa das condições do sistema e de falha. A saída PWM de um VFD é precisamente o tipo de fonte não padrão que exige orientação específica do produto.

Onde deve ser instalado o DPS CA?

Comece pela entrada de serviço do edifício e pelo quadro de distribuição que alimenta o VFD. O arranjo de proteção contra descargas atmosféricas e as regras de instalação determinam se um Tipo 1, Tipo 2 ou uma combinação coordenada é apropriada. Se o inversor estiver longe do DPS a montante ou se o seu nível de suportabilidade de entrada exigir proteção adicional, avalie um DPS CA a jusante adequado próximo à entrada de linha. Esta é uma decisão de projeto, não uma instrução universal para instalar um ao lado de cada VFD.

Mantenha os condutores de conexão do DPS tão curtos e diretos quanto as instruções do produto permitirem. O comprimento extra do cabo pode aumentar a tensão efetiva vista pelo equipamento durante um transiente rápido; A Schneider Electric explica o efeito do comprimento dos cabos do DPS. Verifique a tensão de operação contínua (Uc), o nível de proteção de tensão (Up), as capacidades de descarga, a adequação ao curto-circuito e a proteção de retaguarda do DPS em relação às condições reais do quadro. O nosso Guia de fusíveis de retaguarda para DPS cobre a verificação do dispositivo a montante.

Por que um filtro de saída não é o mesmo que um DPS

Um VFD comuta repetidamente a sua saída para o motor. As reflexões nos cabos e as frentes de onda de tensão rápidas podem sobrecarregar o isolamento do motor, especialmente em percursos mais longos. O fabricante do inversor pode especificar um filtro dV/dt, um filtro senoidal, um reator de saída ou outra medida aprovada para essa função. Esses componentes tratam do comportamento repetitivo da saída do inversor; um DPS CA padrão foi projetado para uma função diferente. A ABB descreve o estresse adicional de tensão no motor causado pela comutação do inversor e pelas reflexões nos cabos.

Existem produtos especializados para determinados circuitos de conversores e motores, mas eles devem ser explicitamente classificados para essa forma de onda e aplicação. Não deduza a adequação apenas a partir de uma etiqueta de DPS CA conforme a IEC. O Orientação sobre VFD da Schneider Electric é um aviso útil para supressores de surto convencionais no lado da saída.

Lista de verificação de seleção para um projeto de VFD

1. Registre o modelo do inversor, tensão de entrada, disposição das fases e instruções do fabricante.
2. Identifique o sistema de aterramento, a corrente de falta do painel, o dispositivo de proteção a montante e qualquer DPS existente.
3. Verifique a exposição a raios e se existe um sistema de proteção contra descargas atmosféricas externo.
4. Compare a Uc, Up, Tipo, capacidades de descarga e condições de curto-circuito do DPS proposto com a instalação.
5. Documente a distância e o caminho do cabo do quadro de distribuição até o inversor.
6. Registar o tipo de motor e o comprimento do cabo de saída; utilizar o manual do inversor para decisões sobre filtros de saída.
7. Listar separadamente as ligações de controlo, Ethernet ou fieldbus expostas.
8. Planear o acesso à indicação de estado e aos módulos de substituição durante a manutenção.

Nosso guia de indicadores de DPS explica o que uma janela de estado com aspeto normal prova e não prova. Para dispositivos disponíveis no lado da alimentação, ver DPS AC Kuangya. Enviar a lista de verificação para Kuangya ao solicitar uma recomendação de produto adequada.

PERGUNTAS FREQUENTES

Posso instalar um DPS Tipo 2 normal na saída do VFD?

Não o faça sem a aprovação explícita dos fabricantes do inversor e do DPS. Os DPS de CA convencionais destinam-se geralmente a circuitos de potência de CA, enquanto a saída é PWM. A Schneider Electric desaconselha especificamente o uso de um supressor de surtos convencional no lado da carga dos seus VFDs.

Um DPS de entrada substitui um filtro dV/dt?

Não. O DPS de entrada aborda a sobretensão transitória na alimentação. Um filtro de saída, quando especificado, aborda o estresse de tensão repetitivo na saída do inversor no motor.

Todo inversor de frequência precisa de um DPS dedicado ao lado dele?

Nenhuma regra de posicionamento única serve para todas as instalações. A proteção upstream existente, a distância do cabo, o nível de resistência do equipamento e as regras aplicáveis devem ser avaliados em conjunto. IEC 61643-12:2020 fornece princípios gerais de seleção, localização e coordenação para DPS de alimentação CA.