Inverso De Frequência

Introdução:

Inversor de Freqüência:

Atualmente , a necessidade de aumento de produção e diminuição de custos ,

se fez dentro deste cenário surgir a automação, ainda em fase inicial no Brasil ,

com isto uma grande infinidade de equipamentos foram desenvolvidos para as

mais diversas variedades de aplicações e setores industriais , um dos

equipamentos mais utilizados nestes processos conjuntamente com o CLP é o

Inversor de Freqüência, um equipamento versátil e dinâmico ,vamos expor

agora o princípio básico do inversor de freqüência.

Princípios Básicos:

O avanço da Eletrônica de Potência permitiu o desenvolvimento de

conversores de freqüência com dispositivos de estado sólido, inicialmente com

tiristores e atualmente estamos na fase dos transistores , mais especificamente

IGBT, onde sua denominação é transistor bipolar de porta isolada .Os

cicloconversores antecederam de certa forma os atuais inversores, eles eram

utilizados para converter 60Hz da rede em uma freqüência mais baixa, era uma

conversão CA-CA, já os inversores utilizam a conversão CA-CC e por fim em

CA novamente. Os inversores podem serem classificados pela sua topologia,

esta por sua vez é dividida em três partes, sendo a primeira para o tipo de

retificação de entrada, a segunda para o tipo de controle do circuito

intermediário e a terceira para a saída. Em uma segunda parte iremos comentar

sobre estas topologias e suas siglas como CSI, PAM, PWM/VVC e etc.

Independente da topologia utilizada, temos agora uma tensão CC em nosso

circuito intermediário e deveremos transformar em tensão CA para acionar o

motor AC. Na figura abaixo apresentamos um circuito em blocos de um

inversor com a topologia tipo PWM, esta topologia é a mais utilizada nos

inversores de freqüência atuais.

Fig.1

Pela fig1 podemos ver de cor azul o módulo de entrada, de cor vermelha o

módulo de saída e de cor verde o circuito intermediário, como a tensão é fixa

em nosso diagrama ,deveremos então chavear os transistores de saída pela

modulação de largura de pulso para obtermos uma forma de tensão CA

sintetizada e de freqüência variável , com isto estamos agora apto a variar a

velocidade do motor. A variabilidade da freqüência é muito grande, atualmente

seu valor está entre 0 e 400 Hz, esta pode ser de forma escalar ou vetorial, como

a escalar é mais comum, vamos comentar sobre ela. A escalar como o próprio

nome sugere, é uma relação direta entre freqüência e tensão.

No gráfico abaixo mostramos de uma forma mais sucinta esta descrição.

Gráfico Escalar

Blocos componentes do inversor

1º bloco - CPU

CPU- A CPU (unidade central de processamento) de um inversor de

freqüência pode ser formada por um micro processador ou por um micro

controlador (PLC). Isso depende apenas do fabricante. De qualquer forma, é

nesse bloco que todas as informações (parâmetros e dados do sistema) estão

armazenadas, visto que também uma memória está integrada a esse conjunto. A

CPU não apenas armazena os dados e parâmetros relativos ao equipamentos,

como também executa a função mais vital para o funcionamento do inversor:

Geração dos pulsos de disparo, através de uma lógica de controle coerente, para

os IGBT’s.

2º Bloco - IHM

O segundo bloco é o IHM (interface Homem máquina). É através desse

dispositivo que podemos visualizar o que está ocorrendo no inversor (display), e

parametrizá-lo de acordo com a aplicação (teclas).

3ºBloco - Interfaces

A maioria dos inversores pode ser comandada através de dois tipos de sinais:

Analógicos ou digitais. Normalmente, quando queremos controlar a velocidade

de rotação de um motor AC no inversor, utilizamos uma tensão analógica de

comando. Essa tensão se situa entre 0 á 10 Vcc. A velocidade de rotação (RPM)

será proporcional ao seu valor, por exemplo:

1 Vcc = 1000 RPM, 2Vcc = 2000 RPM.

Para inverter o sentido de rotação basta inverter a polaridade do sinal

analógico (de 0 á 10 Vcc sentido horário, e –10 á 0 Vcc sentido anti-horário).

Esse é sistema mais utilizados em maquinas-ferramenta automáticas, sendo que

a tensão analógica de controle é proveniente do controle numérico

computadorizado (CNC).

Além da interface analógica, o inversor possui entradas digitais. Através de

um parâmetro de programação, podemos selecionar qual entrada é válida

(Analógica ou digital).

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