Ajustar a componente indutiva de um circuito elétrico que exige potência muitas vezes não é tarefa fácil. Além de não haver componentes padronizados nos programas disponíveis para cálculo de circuitos, existem muitas variáveis que precisam ser consideradas no momento de projetar o componente indutivo que irá atuar no circuito. Desta forma, a não ser para aplicações simples, é raro encontrar um componente padrão que se ajuste ao projeto do circuito. Então, o componente precisa ser personalizado, para atuar da forma esperada nas condições dadas pelo projeto.

O caso apresentado é de um filtro ativo para correção de sinais de tensão e corrente, onde foi necessário desenvolver um componente indutivo conhecido por L-Boost para trabalhar com chaveamento em 10 kHz na frequência de rede (60 Hz), em potência aproximada de 200 kW. Para o sucesso do projeto, a parceria entre cliente e fornecedor foi essencial.

O componente desejado pelo cliente precisava atender uma série de requisitos, pois se tratava indutor para trabalhar com alta corrente, mas com baixa emissão eletromagnética. Isto porque dentro do filtro o componente estaria próximo a circuitos de processamento de dados. A ideia original do cliente era utilizar um núcleo tipo pot core, para evitar que o campo magnético gerado pelo componente indutivo interferisse no circuito de processamento, conforme indicação de um fornecedor alemão. No entanto o material do núcleo apresentava altas perdas, o que gerou sobreaquecimento do componente. Também ocorreu queda da indutância para correntes altas (100 A), resultando em mau funcionamento do filtro. Como o fornecedor estrangeiro não ofereceu um suporte adequado para solucionar o problema, o cliente procurou a Magmattec.

Indutor fabricado com núcleo tipo pot core (fonte: www.acalbfi.com).

A Engenharia da Magmattec analisou os dados enviados pelo cliente. Logo se verificou que material empregado no núcleo resultaria em aquecimento do componente, confirmado após pelo cliente. Foi sugerido utilizar um núcleo em geometria toroidal fabricado com pó de ferro de baixas perdas e permeabilidade constante em uma ampla faixa de corrente, que além do melhor desempenho, era mais barato que o núcleo pot core originalmente recomendado pelo outro fornecedor. No entanto, o cliente receava que houvesse dispersões do campo magnético, embora a dispersão seja mínima para núcleos toroidais. Como se tratava de requisito importante para o cliente, a solução apresentada pela Engenharia da Magmattec foi utilizar dois indutores toroidais iguais, bobinados em sentido contrario e ligados em paralelo, para anular as dispersões de campo.

Núcleo toroidal em pó de ferro (acervo Magmattec).

Os protótipos iniciais apresentaram algumas falhas, como problemas de isolação elétrica, montagem e encapsulamento do componente. De volta ao projeto, foram analisadas as causas das falhas e a construção do conjunto foi modificada. O processo de fabricação foi documentado e listas de verificação e inspeção foram elaboradas para que nenhum detalhe do produto fosse negligenciado. Também um novo modelo de embalagem foi adotado, utilizando caixas de madeira com o produto fixado à mesma, além de proteções para os terminais e uma camada de filme plástico para envolver a caixa externamente.

Componente indutivo tipo L-Boost desenvolvido (acervo Magmattec).

Vencidas estas etapas de desenvolvimento, o produto foi aprovado. Uma solução única, pensada inteiramente para a necessidade do cliente e ajustada especificamente para as condições de trabalho do projeto por ele definido.