O transformador defasador é um tipo especial de transformador, desenvolvido para alimentar conversores/inversores de frequência que controlam a velocidade dos motores de média tensão e alta potência. A tecnologia empregada no desenvolvimento dos transformadores defasadores possibilita reduzir o conteúdo harmônico gerado pelos conversores/inversores de frequência para o sistema elétrico (rede de distribuição).
Entender o funcionamento do transformador defasador implica entender primeiro um pouco sobre os conversores de frequência. Além disso, é necessário saber por que eles geram conteúdo harmônico na rede elétrica.
Conversores de frequência
Os conversores de frequência, também conhecidos como inversores de frequência, são dispositivos elétricos que convertem a tensão alternada da rede em tensão contínua. Seu objetivo é converter a tensão contínua em uma tensão de frequência e amplitude variáveis.
A etapa de converter a tensão alternada em contínua é realizada por um circuito denominado retificador de ponte completa. Ele é composto por dois tipos de elementos: diodos e capacitor. Os diodos permitem à corrente elétrica circular em apenas um sentido, enquanto o capacitor suaviza a forma de onda de tensão resultante.
A Figura 2 mostra a forma de onda da entrada, composta por três ondas senoidais. Cada uma é de uma fase: A, B e C, defasadas em 120° entre si. A forma de onda da saída nunca fica negativa e possui um valor médio próximo do valor de pico de cada fase.
Observando a forma de onda da corrente de entrada de cada fase (Ila), conclui-se que o resultado da conexão desses dispositivos à rede elétrica interfere no comportamento da carga: ele passa a ser não linear. Isso afeta a forma senoidal natural da corrente. Então, correntes harmônicas se introduzem e causam interferência em circuitos de comunicação e em outros dispositivos conectados à rede. Esses retificadores são conhecidos como retificadores de 6 pulsos. Isso porque cada senoide, quando retificada, resulta em 2 pulsos, e, multiplicando-se esse valor por 3, obtém-se 6 pulsos.
Retificadores de 12 pulsos e o transformador defasador
Uma solução para reduzir a distorção da forma de onda da corrente é aumentar o número de pulsos do retificador. Um retificador de 12 pulsos é composto por 2 retificadores de 6 pulsos defasados em 30°. Já um retificador de 18 pulsos possui 3 retificadores de 6 pulsos defasados em 20°. Um retificador de 24 pulsos possui 4 retificadores de 6 pulsos defasados em 15°. Portanto, quanto mais pulsos, menor a distância entre os picos das senoides e menor a distorção harmônica. Porém, deve-se levar em conta que, quanto maior o número de pulsos, mais complexo e mais caro se torna o sistema.
O mais comum é encontrar retificadores de 12 pulsos, principalmente para cargas da alta potência. A forma de onda de entrada e saída de um retificador de 12 pulsos pode ser vista na Figura 3. Nota-se que para cada fase há mais uma forma de onda, defasada em 30°. Quando retificadas, tornam a onda resultante ainda mais constante se comparadas à de um retificador de 6 pulsos.
A Figura 4 mostra as duas correntes em azul e vermelho em cada fase. Isso se deve à adição das fases defasadas em 30° e à forma de onda resultante da corrente de cada fase na rede obtida da soma das duas. Nota-se que a forma é mais suavizada e, portanto, terá menos harmônicas prejudiciais à rede elétrica.
Conclui-se, assim, que um retificador de 12 pulsos garante uma qualidade de energia melhor no sistema do que um retificador comum de 6 pulsos. Porém, a próxima pergunta é: como gerar essas três fases a mais, defasadas em 30°? O Transformador Defasador é a resposta.
Transformador Defasador Multipulsos Encapsulado TAMURA Brasil
Esse tipo de transformador é utilizado para alimentar conversores/inversores de 12, 18, 24 e 36 pulsos com pontes retificadoras de média tensão.
O transformador defasador de 12 pulsos tem uma entrada trifásica e duas saídas trifásicas. A conexão de entrada pode ser em delta ou em estrela. Cada conexão de saída é de um tipo: uma em delta e outra em estrela, conforme a Figura 5. No entanto, a tensão e a corrente induzidas em um transformador com conexões de entrada e saída diferentes têm uma defasagem de 30° entre o primário e o secundário. Em vista disso, faz-se a ligação de cada saída trifásica do transformador a um retificador de onda completa. Por conseguinte, realiza-se a interligação entre as saídas dos dois retificadores para obter as formas de onda mostradas anteriormente.
Transformador Defasador Multipulsos VPI TAMURA Brasil
Diferente dos transformadores encapsulados, onde a alta tensão possui um isolamento sólido (resina epóxi), os transformadores VPI (vacuum pressure impregnated), possui a tecnologia de isolamento baseada em papéis isolantes de alta eficiência e impregnação em resina poliésteres-imida, através do sistema VPI que garante maior segurança, robustez, resistência mecânica e aos esforços de curto-circuito.
Os transformadores defasadores multipulsos VPI alimentam conversores/inversores de frequência com pontes retificadoras de baixa tensão ligadas em cascata, isso possibilita uma gama de números de pulsos muito superior: 12, 18, 24, 30, 36, 42, 54, 60 e 72 pulsos. Além disso, não apresenta riscos ao meio ambiente, portanto, ele é ideal para uma série de aplicações comerciais e industriais.
O transformador é submerso em um tanque com resina poliésteres-imida (impregnated). Durante o processo de impregnação, remove-se todo o ar (vacuum) da estrutura do transformador, logo em seguida aplica-se pressão (pressure), após a impregnação o transformador é colocado em uma estufa com temperatura controlada para a cura da resina de impregnação.
Em síntese, o transformador defasador da Tamura atende com excelência às necessidades de qualquer projeto. Na sua fabricação, pensa-se em todos os detalhes com vistas ao melhor resultado possível.
A Tamura Brasil fabrica esse produto de acordo com as normas internacionais, com características técnicas alinhadas à necessidade de cada projeto.
Garantir a qualidade da execução de todo tipo de projeto elétrico é imprescindível. Para isso, é importante escolher transformadores com características construtivas de alto desempenho, como os fornecidos pela Tamura Brasil.
