O compressor de parafuso apresenta ruído elevado durante a variação de frequência e, após a estabilização da frequência, o ruído diminui. Qual é a razão para isso?

Introdução

Na produção industrial, os compressores de parafuso são amplamente utilizados para fornecer ar comprimido estável. Muitos operadores observam que, durante a regulação da frequência — seja em subida ou em descida —, o nível de ruído aumenta de forma significativa; já quando a frequência se estabiliza, o som volta a diminuir consideravelmente. Esse fenômeno geralmente decorre das alterações nas características físicas e eletromagnéticas do equipamento durante o processo de ajuste dinâmico.

Ruído eletromagnético e características do inversor de frequência

O componente motriz central do compressor de ar de parafuso com inversor de frequência é o motor de frequência variável. Durante os processos de aumento e redução da frequência, o inversor precisa ajustar com frequência a frequência e a tensão de saída. Nesses momentos, a onda de modulação por largura de pulso gerada pela saída do inversor produz harmônicos significativos, o que provoca variações acentuadas nas forças eletromagnéticas internas do motor, resultando em ruídos eletromagnéticos perceptíveis.

Quando a frequência atinge o valor definido e se estabiliza, a forma de onda emitida pelo inversor torna‑se relativamente suave, reduzindo a taxa de harmônicos e, consequentemente, diminuindo o ruído eletromagnético do motor. Trata‑se de um fenômeno físico comum nos equipamentos de conversão de frequência durante o processo de regulação dinâmica.

Ressonância mecânica e velocidade crítica de rotação

O rotor do compressor de ar, o rotor do motor e os componentes de transmissão possuem cada um sua própria frequência natural. Durante a variação da frequência de operação, a velocidade de rotação do motor sofre alterações contínuas. Quando essa velocidade passa por determinados valores críticos do equipamento, a frequência de excitação dos elementos rotativos coincide com a frequência natural do sistema, o que pode facilmente provocar ressonância mecânica.

• Manifestação de ressonância: Em determinado intervalo de velocidade de rotação, a vibração do equipamento se intensifica, acompanhada de um ruído grave e contínuo ou de sons de atrito metálico.
• Mudança após a estabilização: Uma vez que a velocidade de rotação ultrapasse a faixa crítica e se estabilize na frequência-alvo, a frequência de excitação afasta-se da frequência natural, o fenômeno de ressonância desaparece e o ruído mecânico volta ao normal.

Pulsos de fluxo de ar e ruído aerodinâmico

Nos compressores de parafuso, durante as variações de frequência de subida e descida, a vazão de descarga e a pressão do sistema encontram‑se em constante evolução. Essas fortes flutuações operacionais podem provocar uma instabilidade extrema no regime do fluxo de ar tanto no interior do compressor quanto na rede de tubulações.

Vórtice e pulsação do fluxo de ar: Na fase de variação de frequência, a velocidade do fluxo de gás e a distribuição da pressão são desuniformes, o que facilmente provoca intensos vórtices e pulsações no fluxo de ar na câmara de compressão, no separador de óleo‑gás e nas tubulações de exaustão, gerando considerável ruído aerodinâmico. Quando a frequência se estabiliza, o fluxo de ar retorna a um regime laminar estável ou a um regime turbulento também estável, e o ruído associado ao fluxo diminui significativamente.

Resposta dinâmica do sistema de lubrificação e refrigeração

Durante o processo de variação de frequência, a alteração da velocidade do motor principal provoca diretamente mudanças na velocidade da bomba de lubrificante e do ventilador de refrigeração. Pequenas flutuações na pressão do óleo, variações bruscas na velocidade do fluxo do lubrificante nas tubulações e as mudanças na frequência com que as pás do ventilador cortam o ar geram, por curtos períodos, ruídos adicionais provenientes dos fluidos e sons decorrentes do funcionamento mecânico. Uma vez atingido um novo equilíbrio pelo sistema, esses ruídos suplementares desaparecem.

Sugestões de otimização e manutenção diária

Para reduzir o ruído durante o processo de variação de frequência e prolongar a vida útil do equipamento, recomenda-se adotar as seguintes medidas:

• Otimizar os parâmetros do inversor de frequência: Configure de forma adequada os tempos de aceleração e desaceleração do inversor, evitando variações demasiado bruscas na velocidade de rotação e garantindo uma transição suave na faixa de velocidades críticas.
• Aperto e lubrificação periódicos: Verifique periodicamente o aperto dos parafusos de ancoragem, do motor e das conexões do equipamento principal, assegurando a fluidez do sistema de lubrificação e reduzindo as vibrações anormais decorrentes do atrito mecânico.
• Verificar o suporte da tubulação: Assegure que as tubulações de escape e de refrigeração estejam firmemente suportadas; se necessário, instale almofadas antivibratórias para evitar a ocorrência de ressonância secundária das tubulações em razão das pulsões do fluxo de ar.