Uma atualização nos requisitos de projeto de cabo VFD

Por Mary Gannon | 24 de outubro de 2018

Os cabos VFD tiveram que se ajustar ao longo dos anos para atender às necessidades de mudança dos motores que operam. Novas alterações no Código de Instalação Elétrica facilitarão mais atualizações nos próximos anos.

Contribuição de Neal Allen, vice-presidente de engenharia, HELUKABEL USA

Os VFDs são inversores de velocidade ajustável usados ​​em sistemas de acionamento eletromecânicos para controlar a velocidade e o torque do motor CA variando a frequência e a tensão de entrada do motor. Eles são usados ​​em aplicações que vão desde pequenos aparelhos até grandes compressores.

O negócio de cabos com inversores de frequência (VFD) tornou-se um mercado extremamente grande para os fabricantes de cabos nos últimos 20 anos. No passado, os motores CA padrão tinham a complexidade de um motor de gaiola de esquilo - bastava obter energia e ele funcionaria. O primeiro retificador controlado por silício (SCR) foi desenvolvido pela Bell Labs/GE em 1958 para variar a velocidade de motores elétricos DC usados ​​em diversas aplicações. Desde então, vimos a tecnologia de controle de velocidade do motor evoluir de integração em larga escala (LSI), tiristor de desligamento de porta (GTO), modulação por largura de pulso (PWM), transistor bipolar de porta isolada (IGBT) e pulso de vetor espacial modulação de largura (SVPWM). Essas novas formas de conversão de energia para suportar o controle de velocidade em motores VFD também causaram uma mudança na demanda dos cabos, o que levou a muitas novas opções de cabos.

Mudanças nos Códigos de Instalação Elétrica

As diretrizes atuais da NFPA exigem isolamento RHH, RHW, RHW-2, XHH, XHHE ou XHHW-2 para uso dentro do painel de controle ou gabinete do motor, mas a expectativa é que esse requisito mude para incluir o cabo usado na fiação externa de aplicações VFD em os próximos anos.

Uma nova alteração ocorreu recentemente na última revisão do NFPA que os fabricantes de cabos estão abordando atualmente, bem como novas alterações adicionais que podem ocorrer no NFPA 2021.

A atualização mais notável em termos de adequação de cabos para uso com VFD de acordo com a NFPA 79 (edição de 2018) é especificamente o Capítulo 4 – Condições Gerais de Operação. Atualmente, a interpretação geral da NFPA 2018 atual para fiação entre fabricantes de cabos é que o Capítulo 4, Artigo 4.4.2.8 – Circuitos fornecidos por equipamentos de conversão de energia, que requer isolamento RHH, RHW, RHW-2, XHH, XHHE ou XHHW-2 , destina-se ao interior do painel onde a fiação está contida entre os inversores e os equipamentos de proteção (dos painéis) que podem sofrer sobrecarga incomum e/ou condição de falha. A razão por trás dessa crença é porque o requisito não está incluído na seção que se aplica ao cabo para fiação externa — Capítulo 12 – Condutores, cabos e cordões flexíveis.

Muitos fabricantes estão fazendo ajustes em seus estoques de cabos VFD em antecipação a uma possível atualização em três anos que requer o uso de isolamento RHH, RHW, RHW-2, XHH, XHHW e XHHW-2 para atender ao Capítulo 12 da NFPA. acreditam que a exigência de condutores termofixos em VFDs pode ser uma mudança no mercado, em vez de uma preocupação real com a segurança, uma vez que picos de tensão, sobrecarga e correntes de irrupção podem ser tratados por longos períodos de isolamento termofixo (comum a RHH, RHW, RHW-2 , XHH, XHHW e XHHW-2) sem falha prematura e seriam ainda protegidos pelo dispositivo de proteção do circuito usado no sistema (disjuntor ou fusíveis).

Os produtos TOPFLEX e TOPSERV selecionados da HELUKABEL foram atualizados para usar o isolamento do condutor XLPE para atender melhor o mercado VFD industrial.

O isolamento XLPE e PE oferece um benefício real em termos de classificações de capacitância mais baixas (em oposição a outras opções de isolamento) para melhor corresponder à impedância do motor para ajudar a reduzir problemas elétricos no sistema que podem desperdiçar energia e aumentar o ruído elétrico.

Para atender ao requisito de flexibilidade contínua para cabos usados ​​em correntes de arraste, o uso de revestimentos de poliuretano (PUR) e isolamento de elastômero termoplástico (TPE) provou ser a melhor opção para desempenho e alta vida útil (mais de 10 milhões de ciclos). Revestimentos de PUR fornecem maior resistência à abrasão e produtos químicos, além de fornecer uma propriedade elástica ao revestimento que ajuda a manter os condutores do cabo juntos por um longo período de flexão, juntamente com alinhamento uniforme à parte externa da corrente do cabo, o que evita que o cabo de se mover (chicotear) na pista.