O impacto da qualidade da energia na longevidade do aquecedor
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A energia elétrica que os aquecedores de cartucho obtêm nem sempre corresponde às formas de onda sinusoidais ideais. Problemas com a qualidade da energia, como alterações de tensão, harmônicos e transientes, podem prejudicar o desempenho e a vida útil dos aquecedores. A especificação e proteção adequadas podem ajudar com esses problemas.
Quando a tensão é desigual em sistemas-trifásicos, o aquecimento também é desigual. Quando as tensões em diferentes fases estão desligadas em mais de 2–3%, os aquecedores nas fases de{4}}tensão mais alta ficam mais quentes do que deveriam, enquanto os aquecedores nas fases de{5}}tensão mais baixa não funcionam tão bem. Quando os aquecedores estão sobrecarregados, eles quebram mais rapidamente. Os relés de monitoramento de fase podem dizer quando há um desequilíbrio e emitir um alerta ou desconectar antes que o dano se acumule.
A distorção harmônica de cargas não{0}}lineares, como unidades de frequência variável, fontes de alimentação chaveadas e retificadores, adiciona componentes de alta-frequência à forma de onda básica de 50/60 Hz. Esses harmônicos fazem com que as peças resistivas aqueçam mais e podem causar ressonâncias mecânicas nas estruturas do aquecedor. Os analisadores de qualidade de energia medem a quantidade de harmônicos em um sinal. Em circunstâncias muito ruins, filtros ou transformadores de isolamento podem ajudar.
Quando você liga ou desliga algo, ocorrem relâmpagos ou eventos de utilidade pública, a tensão muda e sobrecarrega o isolamento do aquecedor. O dielétrico de óxido de magnésio pode lidar com tensões operacionais típicas com muito espaço de sobra, mas sobretensões transitórias repetidas desgastam lentamente o isolamento. Dispositivos de proteção contra surtos em painéis de distribuição e contatores de aquecedores cuidam desses eventos. A proteção contra surtos dedicada nos terminais do aquecedor adiciona uma camada extra de segurança para usos importantes.
O desempenho é afetado por longos períodos de sobretensão ou subtensão. A sobretensão aumenta a potência pelo quadrado da relação de tensão. Por exemplo, uma sobretensão de 10% aumenta a potência em 21%, o que poderia ultrapassar as restrições de densidade de watts. Quando a tensão é demasiado baixa, pode tornar o aquecimento menos eficaz e causar problemas de controlo à medida que os sistemas tentam manter o ponto de regulação. Essas alterações podem ser corrigidas pela regulação ou especificação de tensão com as faixas de tolerância corretas.
As questões do fator de potência são relevantes para sistemas controlados. Controladores acionados em ângulo-de fase fazem mudanças de fase e injeções harmônicas acontecem. Controladores de disparo contínuo-com comutação cruzada zero-reduzem esses efeitos, mas podem fazer a tela tremer. Para grandes instalações, podem ser necessários capacitores de correção do fator de potência para evitar multas de serviços públicos e reduzir as cargas dos condutores.
A segurança e o volume são afetados pela forma como você aterra e conecta as coisas. Aterrar o equipamento certo evita que as pessoas levem choques e lhes dá uma maneira de se livrar da corrente de falha. Sistemas de aterramento isolados para circuitos de controle sensíveis interrompem a interferência do circuito de aterramento. Esses métodos não afetam diretamente a duração de um aquecedor, mas evitam erros de controle que podem levar à fuga térmica.
A qualidade da energia é especialmente importante para aquecedores de cartucho com diâmetros grandes. Como as correntes de operação são mais altas, as consequências da queda e do desequilíbrio de tensão são mais fortes. O monitoramento e a proteção da qualidade da energia são necessários porque esses dispositivos custam muito dinheiro. Como as constantes de tempo térmico são maiores, os problemas de qualidade de energia podem passar despercebidos por mais tempo, o que permite o acúmulo de mais danos.
Para manter o melhor desempenho e a maior vida útil dos aquecedores, diferentes configurações elétricas industriais precisam de avaliação personalizada da qualidade da energia e procedimentos de proteção que levem em consideração as características exclusivas da concessionária, os padrões de carga e as necessidades de confiabilidade.
