O alimentador de um inversor de frequência (VFD) é o circuito do lado da rede/entrada que supre o drive, e ele deve ser verificado quanto a capacidade de condução, queda de tensão, harmônicas, terminais, aterramento e corrente de curto-circuito disponível antes do comissionamento do inversor.

Use esta página quando uma bomba, um ventilador, uma esteira transportadora, um compressor ou um motor de HVAC for controlado por um inversor e o percurso for longo o suficiente para que um condutor no mínimo normativo ainda deixe o VFD com tensão de entrada fraca sob carga.

Resumo

Calcule a queda de tensão do lado da rede/entrada até a entrada do VFD, não a forma de onda PWM de saída até o motor.
A NEC 430.122 normalmente dimensiona os condutores de entrada do VFD em 125% da corrente nominal de entrada.
Uma meta de projeto de 3% é comum para alimentadores, mas a tolerância de tensão de entrada do fabricante do inversor continua determinando a operação.
Projetos IEC devem coordenar o dimensionamento de cabos da IEC 60364 com os limites de aplicação de drives da IEC 61800.

Definições Essenciais para Queda de Tensão em VFD

Um inversor de frequência (VFD) é um controlador de eletrônica de potência que varia a velocidade do motor convertendo a entrada CA de frequência fixa em uma forma de onda de saída controlada.

O alimentador do VFD é o circuito ramal ou alimentador do lado da rede/entrada do inversor, do quadro, CCM, painel geral ou transformador até os terminais de entrada do drive.

Queda de tensão do lado da rede é a tensão perdida antes da entrada do inversor, onde os cálculos comuns de resistência e impedância dos condutores continuam valendo.

A saída PWM para o motor é a saída pulsada entre o VFD e o motor; ela traz preocupações próprias, como tensão de onda refletida, capacitância do cabo, blindagem e correntes de rolamento.

A corrente de entrada do drive é o valor nominal usado para dimensionar os condutores conforme a NEC 430.122 e os dados do fabricante, e não automaticamente a corrente de plena carga do motor das tabelas do NEC.

Fluxo de Projeto para Alimentadores Longos de VFD

Etapa 1

Comece pela corrente de entrada da placa de identificação ou da folha de dados do inversor. Para uma entrada de VFD com 40A nominais, a NEC 430.122 aponta condutores com no mínimo 125%, ou 50A, antes de fatores de correção e verificações de terminais.

Etapa 2

Insira na calculadora de queda de tensão a tensão de alimentação, a fase, o material do condutor, a corrente de carga, o comprimento de ida e um fator de potência realista. Alimentadores longos em 208V costumam perdoar bem menos do que alimentadores em 480V.

Etapa 3

Compare o resultado com a tolerância de tensão de entrada do inversor. Um drive especificado para 480V +/-10% tem janela de operação mais ampla do que um já alimentado por uma rede fraca de 208V perto do limite inferior.

Etapa 4

Verifique o contexto de harmônicas e aquecimento. Drives de seis pulsos, reatores de linha, filtros e transformadores compartilhados podem alterar a forma de onda da corrente e as preocupações de projeto do neutro e do aterramento.

Etapa 5

Mantenha os problemas do cabo de saída separados. Se o cabo entre o VFD e o motor for longo, revise o comprimento máximo de cabo do fabricante, filtragem dV/dt, blindagem, aterramento e a classe de isolamento do motor.

Pontos de Verificação NEC e IEC

O cálculo de queda de tensão é uma verificação de desempenho. Ele atua em conjunto com as normas de motores, alimentadores, cabos e drives, sem substituí-las. Referências públicas da NEC , variable frequency drives , e da IEC são incluídas para fins de terminologia; o código adotado e o manual do drive continuam sendo determinantes.

A NEC 430.122 exige que os condutores que suprem equipamentos de conversão de potência de sistemas de acionamento de velocidade ajustável tenham capacidade de condução de no mínimo 125% da corrente nominal de entrada.
A NEC 310.16 continua determinando a capacidade de condução do condutor após a revisão da classe de temperatura, dos fatores de agrupamento e correção, do material do condutor e das limitações dos terminais.
As notas informativas NEC 215.2(A)(1) e NEC 210.19(A)(1) são comumente usadas como metas de planejamento de queda de tensão: 3% no alimentador/ramal e 5% no total.
As seções NEC 430.130 a 430.138 cobrem detalhes de instalação de sistemas de acionamento de velocidade ajustável que devem ser revisados junto com as instruções do fabricante do inversor.
Projetos em IEC 60364 devem coordenar limites de queda de tensão, atuação dos dispositivos de proteção, agrupamento e método de instalação com o cabo selecionado.
A IEC 61800 é a família de normas de referência usada por muitos fabricantes para sistemas elétricos de acionamento de velocidade ajustável e para restrições de EMC e de aplicação.

Exemplos de Queda de Tensão em Alimentadores de VFD

Estes exemplos mostram por que os alimentadores de VFD precisam tanto do dimensionamento normativo quanto do dimensionamento por desempenho. Sempre confirme a corrente de entrada real do drive e os limites do fabricante.

Condição do circuito	Entrada na calculadora	Problema provável	Decisão prática
VFD de ventilador de 10 hp, 480V trifásico, 180 ft	Entrada do drive de 14A, cobre, 180 ft	A queda de tensão costuma ser modesta em 480V	Capacidade de condução e manual do inversor podem pesar mais do que a queda de tensão
VFD de bomba de 15 hp, 208V trifásico, 220 ft	Entrada de 46A, cobre, 220 ft	A tensão baixa do sistema amplia o percentual de queda	Compare #6 Cu com #4 Cu antes de encomendar o eletroduto
VFD de esteira de 7,5 hp, entrada monofásica de 240V	Entrada de 42A, 160 ft	A corrente de entrada monofásica pode ser bem maior que a FLA do motor	Use a corrente de entrada do drive, não a corrente das tabelas de motor
Drive de bomba de 30 kW, projeto IEC de 400V, 95 m	Entrada de 58A, 95 m	Agrupamento de cabos e temperatura ambiente podem eliminar a margem	Coordene a queda de tensão da IEC 60364 com a tolerância do inversor
Vários VFDs em um alimentador de CCM de 480V	Diversidade mais conteúdo harmônico	O aquecimento do transformador e do alimentador pode dominar	Revise reatores de linha, estudo de harmônicas e margem de tensão do alimentador
Cabo de saída longo entre VFD e motor	Trecho de saída excede o limite do fabricante	Onda refletida e capacitância não são queda comum de alimentador	Use filtro dV/dt, filtro senoidal ou reposicione o inversor

Exemplos Resolvidos na Calculadora

VFD de bomba de 15 hp, 208V trifásico, 220 ft de ida

Suponha que a folha de dados do drive indique 46A de corrente de entrada. A NEC 430.122 aponta condutores com pelo menos 57,5A de capacidade de condução antes das correções. Na calculadora de queda de tensão, 46A em 220 ft, em 208V trifásico com cobre #6, podem ficar perto de um resultado de planejamento de 4%; o cobre #4 pode levar o alimentador para perto de 2,5% e dá ao inversor melhor margem em rede com tensão baixa.

VFD de ventilador de 10 hp, 480V, 180 ft de ida

Uma entrada de VFD de 480V e 14A em 180 ft geralmente fica abaixo da meta de 3% do alimentador com seções comuns de cobre. Isso não encerra a análise: a capacidade de condução da NEC 310.16, os terminais de 75C, o aterramento do equipamento, a corrente nominal de curto-circuito e o manual do inversor ainda precisam ser compatíveis com a instalação.

Drive de bomba IEC de 400V, percurso de 95 m

Para um drive de bomba de 30 kW com entrada de 58A em 95 m, faça a verificação de queda de tensão em 400V trifásico com o material de cabo e o comprimento de percurso realmente instalados. Um cabo de cobre de 16 mm2 pode parecer aceitável ao ar livre, mas reprovar após o agrupamento e a correção de temperatura ambiente; 25 mm2 podem dar margem de tensão e reduzir o calor em um leito de cabos congestionado.

Checklist de Pré-Comissionamento

Use a corrente nominal de entrada do VFD da folha de dados e depois aplique a NEC 430.122 ou o equivalente local.
Verifique a queda de tensão até a entrada do inversor com a corrente de carga esperada e com a pior tensão de alimentação plausível.
Mantenha a capacidade de condução da NEC 310.16, a temperatura dos terminais, os fatores de agrupamento e correção e a ocupação do eletroduto separados do cálculo de queda de tensão.
Para os cabos de saída, siga as instruções do fabricante do VFD sobre comprimento máximo, blindagem, aterramento e filtros.
Revise o aquecimento por harmônicas e o carregamento do transformador quando vários VFDs compartilham um mesmo alimentador ou transformador.
Documente para a análise do projeto o fator de potência assumido, o material do condutor, o comprimento de ida, a tensão e a seção final do condutor.

Perguntas Frequentes

Devo dimensionar o alimentador do VFD pela FLA do motor ou pela corrente de entrada do drive?

Use a corrente nominal de entrada do drive. A NEC 430.122 usa no mínimo 125% da corrente nominal de entrada do equipamento de conversão de potência, que pode diferir da corrente de plena carga das tabelas de motor do NEC.

Os 3% de queda de tensão são obrigatórios para um VFD?

Os valores de 3% e 5% do NEC são recomendações informativas de projeto, não uma regra universal de aprovação ou reprovação. A tolerância de tensão de entrada do inversor e a meta de desempenho do proprietário continuam importando.

A queda de tensão no cabo de saída do VFD usa a mesma calculadora?

Não isoladamente. O lado da saída tem questões de forma de onda PWM, como tensão de onda refletida, capacitância do cabo, blindagem e estresse dV/dt; por isso os limites de comprimento de cabo do fabricante são essenciais.

Por que alimentadores de VFD em 208V são mais difíceis do que em 480V?

Para a mesma potência, a corrente em 208V é muito maior. Um trecho de 46A em 208V por 220 ft pode ultrapassar 3% com um condutor menor, enquanto um trecho de 14A em 480V pode ficar folgado.

Reatores de linha reduzem a queda de tensão?

Um reator de linha pode proteger o inversor e reduzir alguns distúrbios da rede, mas ele também adiciona impedância. Não o trate como solução para condutores de alimentador subdimensionados.

Quais normas IEC devo citar em uma lista de cabos de VFD?

Para trabalhos no estilo IEC, cite a IEC 60364 para a instalação de cabos e a coordenação de queda de tensão, e use a documentação do fabricante do inversor que referencia a IEC 61800 quando aplicável.

Verifique a Entrada do Inversor Antes de Puxar os Cabos

Insira a corrente de entrada do VFD, o comprimento do percurso, a fase, a tensão e o material do condutor antes que a lista de eletrodutos e cabos seja congelada.

Abrir Calculadora de Queda de Tensão Calculadora de Queda de Tensão na Partida de Motor

Queda de Tensão em Cabos de VFD e Dimensionamento do Alimentador do Inversor