Inversor De Frequencia

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Trabalho Completo Inversores De Frequência e Soft Starter

Inversores De Frequência e Soft Starter

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Categoria: Tecnologia

Enviado por: Luiza 13 novembro 2011

Palavras: 4265 | Páginas: 18

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oft Starter que controla somente a aceleração e a desaceleração de um motor elétrico.

O outro é o Inversor de Frequência, que consegue fazer as mesmas coisas que a Soft Starter e também controla a velocidade do motor, como o próprio nome diz controlando sua freqüência.

INVERSOR DE FREQUÊNCIA

1.1 - INTRODUÇÃO A INVERSOR DE FREQUÊNCIA

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.

1.2 - O QUE É

A função do inversor de freqüência é a mesma do conversor CC, isto é, regular a velocidade de um motor elétrico mantendo seu torque (conjugado). A diferença agora é o tipo de motor utilizado. Os inversores de freqüência foram desenvolvidos para trabalhar com motores AC.

O motor AC tem uma série de vantagens sobre o DC:

* Baixa manutenção

* Ausência de escovas comutadoras - ausência de faiscamento

* Baixo ruído elétrico

* Custo inferior

* Velocidade de rotação superior.

Essas vantagens levaram a indústria a desenvolver um sistema capaz de controlar a potência (velocidade + torque) de um motor AC.

Assumindo que o número de pólos de um motor AC seja fixo (determinado na sua construção), ao variarmos a freqüência de alimentação, variamos na mesma proporção, sua velocidade de rotação.

O inversor de freqüência, portanto, pode ser considerado como uma fonte de tensão alternada de freqüência variável. Claro que isso é uma aproximação grosseira, porém dá uma idéia pela qual chamamos um acionamento CA, de “inversor de freqüência”.

Os circuitos internos de um inversor são bem diferentes de um acionamento CC (conversor CC). A figura ilustra um diagrama simplificado dos principais blocos.

1.3 - COMO FUNCIONA

A primeira etapa do circuito é formada por uma ponte retificadora (onda completa) trifásica, e dois capacitores de filtro. Esse circuito forma uma fonte DC simétrica, pois há um ponto de terra como referência. Temos então uma tensão contínua + V/2 (positiva) e uma - V/2 (negativa) em relação a terra, formando o que chamamos de “barramento DC”. O barramento DC alimenta a segunda etapa, constituída de seis transistores IGBT´s(Insulated Gate Bipolar Transistor - Transistor Bipolar de Porta Isolada) e que, através de uma lógica de controle (terceira etapa), “liga e desliga” os transistores de modo a alternarem o sentido de corrente que circula pelo motor.

Notem que a estrutura de um inversor trifásico é praticamente igual ao modelo monofásico. A primeira etapa é o módulo de retificação e filtragem, que gera uma tensão DC fixa (barramento DC) e que alimenta 4 transistores IGBT's.

Imaginem agora que o circuito da lógica de controle ligue os transistores 2 a 2 na seguinte ordem: primeiro tempo- transistores T1 e T4 ligados, e T3 e T2 desligado. Nesse caso, a corrente circula no sentido de A para B, segundo tempo- transistores T1 e T4 desligados, e T3 e T2 ligados. Nesse caso, a corrente circula no sentido de B para A.

Ao inverter-se o sentido de corrente, a tensão na carga (motor) passa a ser alternada, mesmo estando conectada a uma fonte DC. Caso aumentemos a freqüência desses transistores, também aumentaremos a velocidade de rotação do motor, e vice-versa. Como os transistores operam como chaves (corte ou saturação), a forma de onda de tensão de saída do inversor de freqüência é sempre quadrada.

Raramente encontramos aplicações monofásicas nas indústrias. A maioria dos inversores é trifásica, portanto, façamos outra analogia de funcionamento tomando como base ainda o inversor trifásico da figura 3. A lógica de controle agora precisa distribuir os pulsos de disparas pelos 6 IGBT's, de modo a formar um tensão de saída (embora quadrada), alternada e defasada de 120° uma da outra. Como temos 6 transistores, e devemos ligá-los 3 a 3, temos 8 combinações possíveis, porém apenas 6 serão válidas, conforme veremos a seguir.

Caso façamos as seis condições (tempos) que a lógica de controle estabelece aos IGBT's, teremos a seguinte distribuição de tensões nas 3 fases do motor.

Traduzindo essa tabela em um diagrama de tempos, teremos as três formas de onda de tensão, conforme mostra a figura abaixo. Note que as três fases estão defasadas de 120º elétricos, exatamente como a rede elétrica trifásica.

Curva V/F

Como vimos anteriormente, se variarmos a freqüência da tensão de saída no inversor, alteramos na mesma proporção a velocidade de rotação do motor.

Normalmente, a faixa de variação de freqüência dos inversores fica entre 5 e 300 Hz (aproximadamente).

A função do inversor de freqüência, entretanto, não é apenas controlar a velocidade de um motor AC. Ele precisa manter o torque (conjugado) constante para não provocar alterações na rotação, quando o motor estiver com carga.

Um exemplo clássico desse problema