INTRODUÇÃO:

Vamos aqui abordar sobre o inversor de freqüência, que é um dispositivo

capaz de gerar uma tensão de baixo custo, que obtêm a finalidade de controlar a

velocidade de um motor de indução trifásico, o que acaba gerando uma grande

economia de energias.

O seguinte trabalho apresenta desde como se desenvolve o inversor,

começando pela primeira etapa de um circuito trifásico, explicando também sobre

o circuito monofásico, como é sua instalação, seu funcionamento, quais cuidados

obter, o dimensionamento, quais inversores existem, como ele é por dentro e até

mesmo sobre sua parametrização (que é o qual informa ao inversor a condição de

trabalho que irá operar).

A pesquisa para esse trabalho foi realizada através de livros e pesquisas na

Internet, para saber mais informações sobre esse tema, basta ler o seguinte.

INVERSORES DE FREQUÊNCIA

A fun��o do inversor de freq��ncia � a mesma do conversor CC, isto �,

regular a velocidade de um motor el�trico mantendo seu torque (conjugado).

A diferen�a agora � o tipo de motor utilizado. Os inversores de freq��ncia

foram desenvolvidos para trabalhar com motores AC.

O motor AC tem uma s�rie de vantagens sobre o DC:

- Baixa manuten��o;

- Aus�ncia de escovas comutadoras;

- Aus�ncia de faiscamento;

- Baixo ru�do el�trico;

- Custo inferior;

- Velocidade de rota��o superior.

Essas vantagens levaram a ind�stria a desenvolver um sistema capaz de

controlar a pot�ncia (velocidade + torque) de um motor AC.

Conforme vemos na f�rmula: N = 120.f / P

Onde:

N = rota��o em rpm.

f = freq��ncia da rede, em Hz.

P = n�mero de p�los.

Podemos entender, que a velocidade de rota��o de um motor AC depende

da freq��ncia da rede de alimenta��o. Quanto maior for a freq��ncia, maior a

rota��o e vice-versa.

Assumindo que o n�mero de p�los de um motor AC seja fixo (determinado

na sua constru��o), ao variarmos a freq��ncia de alimenta��o, variamos na

mesma propor��o sua velocidade de rota��o.

O inversor de freq��ncia, portanto, pode ser considerado como uma fonte

de tens�o alternada de freq��ncia vari�vel.

Claro que isso � uma aproxima��o grosseira, por�m d� uma id�ia pela qual

chamamos de acionamento CA, de “inversor de freq��ncia”.

Os circuitos internos de um inversor s�o bem diferentes de um acionamento

CC (conversor CC).

A figura 3. Ilustra um diagrama simplificado dos principais blocos.

A primeira etapa do circuito � formada por uma ponte retificadora (onda

completa) trif�sica, e dois capacitores de filtro.

Esse circuito forma uma fonte DC sim�trica, pois h� um ponto de terra de

refer�ncia. Temos ent�o uma tens�o cont�nua + V/2 (positiva) e uma –V/2

(negativa) em rela��o � terra, formando o que chamamos de “barramento DC”.

O barramento DC alimenta a segunda etapa, constitu�da de seis

transistores IBGTs e que, atrav�s de uma l�gica de controle (terceira etapa), “liga

e desliga” os transistores de modo alternarem o sentido de corrente que circula

pelo motor.

Antes de estudarmos como � poss�vel transformar uma tens�o DC em AC,

atrav�s do chaveamento de transistores em um circuito trif�sico, vamos fazer uma

“pr�via” em um circuito monof�sico.

Observem a Figura 4, e notem que a estrutura de um inversor trif�sico �

praticamente igual ao nosso modelo monof�sico. A primeira etapa � o m�dulo de

retifica��o e filtragem, que gera uma tens�o DC fixa (barramento DC) e que

alimenta 4 transistores IGBTs. Imaginem agora que o circuito da l�gica de controle

ligue os transistores 2 a 2 na seguinte ordem: primeiro tempo– transistores T1 e

T4 ligados, e T3 e T2 desligados.

Nesse caso, a corrente circula no sentido de A para B (fig.5); segundo

tempo- transistores T1 e T4 desligados, e T3 e T2 ligados. Nesse caso, a corrente

circula no sentido de B para A (fig.6).

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 de chaveamento desses transistores, também aumentaremos a

velocidade de rotação do motor, e vice-versa.

Como os transistores operam como chaves (corte e saturação), a forma de

onda da tensão de saída do inversor de freqüência é sempre quadrada.

Raramente encontramos aplicações monofásicas nas indústrias.

As maiorias dos inversores são trifásicos, 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 disparos pelos 6

IGBTs, de modo a formar uma tensão de saída (embora quadrada), alternada e

defasada de 120º 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.

Na figura 7 representamos os IBGTs como chaves, pois em um inversor é

assim que eles funcionam.

A lógica de controle prorpocionará as seguintes combinações de pulsos

para ativar (ligar) os IBGTs:

1º tempo T1, T2, T3

2º tempo T2, T3, T4

3º tempo T3, T4, T5

4º tempo T4, T5, T6

5º tempo T5, T6, T1

6º tempo T6, T1, T2

As possibilidades T1, T3, T5, e T4, T6, T2 não são válidas, pois ligam todas

as fases do motor no mesmo potencial. Não havendo diferença de potencial, não

há energia para movimentar o motor, portanto essa é uma condição proibida para

o inversor. Vamos analisar uma das condições, e as restantes serão análogas. No

1º tempo temos T1, T2 , T3 ligados e os restantes desligados.

O barramento DC possui uma refer�ncia central (terra), portanto temos

+V/2 e –V/2 como est�o DC. Para que o motor AC possa funcionar bem, as

tens�es de linha Vrs, Vst e Vtr devem estar defasadas de 120�.

O fato da forma-de-onda ser quadrada e n�o senoidal (como a rede) n�o

compromete o bom funcionamento do motor. Para esse primeiro tempo de

chaveamento, teremos:

Vrs = +V/2 –V/2 = 0

Vst = +V/2 – (-V/2) = + V

Vtr = -V/2 – V/2 = - V

Notem que, quando falamos em Vrs, por exemplo, significa a diferen�a de

potencial entre R (no caso como T1 est� ligado � igual a +V/2) e S (+ V/2

tamb�m). Analogamente: Vst = + V/2 – (-V/2) = + V, e por a� vai!

Caso fa�amos as seis condi��es (tempos) que a l�gica de controle

estabelece aos IBGTs, teremos a seguinte distribui��o de tens�es nas 3 fases do

motor. “Traduzindo” essa tabela em um diagrama de tempos, teremos a tr�s

formas-de-onda de tens�o, conforme mostra a figura 8. Notem que as tr�s fases

est�o defasadas de 120� el�tricos, exatamente como a rede el�trica trif�sica.

Como vimos anteriormente, se variarmos a freq��ncia da tens�o de sa�da

no inversor, alteramos na mesma propor��o a velocidade de rota��o do motor.

Normalmente, a faixa de varia��o de freq��ncia 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 é a máquina operatriz. Imaginem um

inverso controlando a velocidade de rotação de uma placa (parte da máquina onde

a peça a ser usinada é fixada) de um torno. Quando introduzimos a ferramenta de

corte, uma carga mecânica é imposta ao motor, que deve manter a rotação

constante. Caso a rotação se altere, a peça pode apresentar um mau acabamento

de usinagem.

Para que esse torque realmente fique constante, por sua vez, o inversor

deve manter a razão V/F constante. Isto é, caso haja mudança de freqüência, ele

deve mudar (na mesma proporção) a tensão, para que a razão se mantenha, por

exemplo:

f = 50 Hz V = 300 V

V/F = 6

Situação 1: o inversor foi programado para enviar 50 Hz ao motor, e sua curva V/f

está parametrizada em 6. Automaticamente, ele alimenta o motor com 300 V.

f = 60 Hz V = 360 V

V/f = 6

Situação 2: o inversor recebeu uma nova instrução para mudar de 50 Hz para 60

Hz. Agora a tensão passa a ser 360 V, e a razão V/f mantém-se em 6. Acompanhe

a curva mostrada na figura 9.

O valor de V/f pode ser programado (parametrizado) em um inversor, e

depender� da aplica��o.

Quando o inversor necessita de um grande torque, por�m n�o atinge

velocidade muito alta, atribu�mos a ele o maior V/f que o equipamento puder

fornecer, e desse modo ele ter� um melhor rendimento em baixas velocidades, e

alto torque.

J� no caso em que o inversor deva operar com altas rota��es e com

torques n�o t�o altos, parametrizados um V/f menor e encontramos o melhor

rendimento para essa outra situa��o.

Mas, como o inversor poder� mudar a tens�o V, se ela � fixada no

barramento DC atrav�s da retifica��o e filtragem da pr�pria rede?

O inversor altera a tens�o V, oriunda do barramento DC, atrav�s da

modula��o por largura de pulso (PWM).

A unidade l�gica, al�m de distribuir os pulsos aos IGBTs do modo j�

estudado, tamb�m controla o tempo em que cada IGBT permanece ligado (ciclo

do trabalho).

Quando V tem que aumentar, os pulsos s�o “alargados” (maior tempo em

ON) e quando V tem que diminuir, os pulsos s�o “estreitados”.

Dessa forma, a tens�o eficaz entregue ao motor poder� ser controlada.

A freq��ncia de PWM tamb�m pode ser parametrizada e geralmente

encontra-se entre 2,5 kHz e 16 kHz. Na medida do poss�vel, devemos deix�-la

pr�xima do limite inferior, pois assim diminu�mos as interfer�ncias

eletromagn�ticas geradas pelo sistema (EMI).

Observe na figura 10 um conjunto de cinco inversores de freq��ncia para

centro de usinagem.

O INVERSOR POR DENTRO

A figura 11 exibe um diagrama de blocos de um inversor de freq��ncia

t�pico.

Cabe lembrar que cada fabricante utiliza sua pr�pria tecnologia, mas esse

modelo abrange uma grande parte dos inversores encontrados no mercado atual.

Podemos, portanto, dividi-lo em 4 blocos principais:

1º bloco – CPU

A CPU (Unidade Central de Processamento) de um inversor de freq��ncia

pode ser formada por um microprocessador ou por um microcontrolador (como o

PLC). Isso depende apenas do fabricante.

De qualquer forma � nesse bloco que todas as informa��es (par�metros e

dados do sistema) est�o armazenadas, visto que tamb�m uma mem�ria est�

integrada a esse conjunto.

A CPU n�o apenas armazena os dados e par�metros relativos ao

equipamento, como tamb�m executa a fun��o mais vital para o funcionamento do

inversor: gera��o dos pulsos de disparo, atrav�s de uma l�gica de controle

coerente, para os IGBTs.

O funcionamento dessa l�gica est� descrito no artigo passado.

2º bloco – IHM

O 2� bloco � o IHM (Interface Homem M�quina).

� atrav�s desse dispositivo que podemos visualizar o que est� ocorrendo

no inversor (display) e parametriz�-lo de acordo com a aplica��o (teclas). A figura 12 mostra um IHM t�pico, com suas respectivas fun��es. Esse m�dulo tamb�m

pode ser remoto.

3º bloco – Interfaces

A maioria dos inversores pode ser comandada atrav�s de dois tipos de

sinais: anal�gicos ou digitais. Normalmente, quando queremos controlar a

velocidade de rota��o de um motor AC no inversor, utilizamos uma tens�o

anal�gica de comando. Essa tens�o se situa entre 0 e 10 Vcc. A velocidade de

rota��o (rpm) ser� proporcional ao seu valor, por exemplo:

1 Vcc = 1000rpm, 2 Vcc = 2000 rpm, etc...

Para inverter o sentido de rota��o, basta inverter a polaridade do sinal

anal�gico (ex: 0 a 10 Vcc sentido hor�rio e -10V a 0 anti – hor�rio). Esse � o

sistema mais utilizado em m�quinas – ferramentas autom�ticas, sendo que a

tens�o anal�gica de controle � proveniente do controle num�rico computadorizado

(CNC).

Al�m da interface anal�gica, o inversor possui entradas digitais. Atrav�s de

um par�metro de programa��o, podemos selecionar qual entrada � v�lida

(anal�gica ou digital).

4º bloco - Etapa de pot�ncia

A etapa de pot�ncia � constitu�da por um circuito retificador, que alimenta

(atrav�s de um circuito intermedi�rio chamado “barramento DC”) o circuito de

sa�da inversor (m�dulo IGBT).

INSTALAÇÃO DO INVERSOR

Feita essa pequena revis�o da estrutura funcional do inversor, vamos

mostrar como instal�-lo. A figura 13 ilustra a configura��o b�sica de instala��o de

um inversor de freq��ncia. Existe uma grande quantidade de fabricantes, uma

infinidade de aplica��es diferentes para os inversores. Portanto, o esquema da

figura refere-se � vers�o mais comum.

Sensores e chaves extras, com certeza, ser�o encontrados em campo, mas

a estrutura � a mesma.

Os terminais identificados como: R, S e T (ou L1, L2 e L3), referem-se �

entrada trif�sica da rede el�trica. N�o � comum encontrarmos inversores

monof�sicos aplicados na ind�stria.

Para diferenciar a entrada da rede para a sa�da do motor, a sa�da

(normalmente) vem indicada por: W, V e U.

Al�m da pot�ncia, temos os bornes de comando. Cada fabricante possui

sua pr�pria configura��o, portanto, para saber “quem � quem” temos de consultar

o manual do respectivo fabricante.

De qualquer maneira, os principais bornes s�o as entradas (anal�gicas ou

digitais) e as sa�das (geralmente digitais).

No exemplo da figura 13, temos um CNC comandando um inversor atrav�s

da sua entrada anal�gica (0 a 10 Vcc).

Nesse caso, as entradas digitais foram utilizadas para um bot�o de

emerg�ncia e um sensor de velocidade de rota��o (encoder).

PARAMETRIZAÇÃO

Para que o inversor funcione a contento, n�o basta instal�-lo corretamente.

� preciso “informar” a ele em que condi��o de trabalho ir� operar. Essa tarefa �

justamente a parametriza��o do inversor.

Quanto maior o n�mero de recursos que o inversor oferece, tanto maior

ser� o n�mero de par�metros dispon�veis.

Obviamente, neste artigo, veremos apenas os principais e n�o utilizaremos

particularidades de nenhum fabricante, pois um mesmo par�metro, com certeza,

muda de endere�o de fabricante para fabricante.

A partir de agora, portanto, nosso inversor imagin�rio ser� da marca

“Saber”.

O Inversor de freq��ncia Saber tem as mesmas fun��es dos demais

fabricantes (Siemens, Yaskama, ABB, etc...), por�m, temos a liberdade de

nomearmos segundo a nossa conveni�ncia, a ordem dos par�metros.

Isso n�o dever� dificultar o trabalho com inversores reais, pois basta

associarmos com os indicados pelo manual do fabricante espec�fico.

PARÂMETRO 001:Tensão nominal do motor.

Esse par�metro existe na maioria dos inversores comerciais, lembrando

que n�o necessariamente como P 001, serve para informarmos ao inversor qual �

a tens�o nominal em que o motor ir� operar.

Suponha que o motor tenha tens�o nominal 380 VCA. Como vamos

introduzir essa informa��o (par�metro) no inversor?

Tomando uma base a figura 12 (IHM) vamos observar a seq��ncia de

“teclas”. O display dever� estar 0.0 (pois s� podemos parametrizar o inversor com

o motor parado).

1º passoAcionamos a tecla P e as setas ↑↓ para acharmos o par�metro. Ex: P e ↑

at� achar o par�metro respectivo.

No nosso caso, � logo o 1� 0 0 0 1

2º passo Agora se aciona P novamente e o valor mostrado no display ser� o valor do

par�metro e n�o mais a ordem em que ele est�. Ex: 0 2 2 0

3º passo

Como no exemplo a tens�o desse par�metro est� em 220 VCA e nosso

motor funciona com 380 VCA, acionamos P e ↑ at� chegar nos 380. Ex: 0 3 8 0

4º passo Basta acionar P novamente e o par�metro estar� programado.

Cerca de 90% dos inversores comerciais funcionam com essa l�gica! Todos

os demais par�metros s�o programados de forma an�loga.

Parâmetro 002:Freqüência máxima de saída.

Esse par�metro determina a velocidade m�xima do motor.

Parâmetro 003:Freqüência mínima de saída.

Esse par�metro determina a velocidade m�nima do motor.

Parâmetro 004:Freqüência de JOG.

A tecla JOG � um recurso que faz o motor girar com velocidade bem baixa.

Isso facilita o posicionamento de pe�as antes da m�quina funcionar em seu

regime normal.

Por exemplo: encaixar o papel em uma bobinadeira, antes de o papel ser

bobinado efetivamente.

Parâmetro 005:Tempo de Partida (“rampa de subida”).

Esse par�metro indica em quanto tempo deseja-se que o motor chegue �

velocidade programada, estando ele parado.

O leitor pode pensar:

“Quanto mais r�pido melhor”.

Mas, caso o motor esteja conectado mecanicamente a cargas pesadas (Ex:

placas de tornos com pe�as grandes, guindastes, etc...), uma partida mais r�pida

poder� “desarmar” disjuntores de prote��o do sistema.

Isso ocorre, pois o pico de corrente, necess�rio para vencer a in�rcia do

motor, ser� muito alto.

Portanto, esse par�metro deve respeitar a massa da carga e o limite de

corrente do inversor (figura 14).

Parâmetro 006:Tempo de parada (rampa de descida).

O inversor pode produzir uma parada gradativa do motor. Essa facilidade

pode ser parametrizada e como a anterior, deve levar em considera��o a massa

(in�rcia) da carga acoplada (figura15).

Parâmetro 007:

Tipo de frenagem

Par�metro = 1- parada por rampa

Par�metro = 0 - parada por CC

No inversor “saber”, o par�metro 007 pode assumir dois estados: “1” ou “0”.

Caso esteja em 1, a parada do motor obedecer� a rampa programada no P 006.

Caso esteja em 0 o motor ter� sua parada atrav�s da “inje��o” de corrente

cont�nua em seus enrolamentos.

Em um motor AC, quando submetemos seus enrolamentos a uma tens�o

CC, o rotor p�ra imediatamente (“estaca”), como se uma trava mec�nica atuasse

em seu eixo. Portanto, o projetista de m�quinas deve pensar muito bem se �

assim mesmo que ele deseja que a parada ocorra. Normalmente esse recurso �

utilizado para cargas mec�nicas pequenas (leves), e que necessitam de resposta

r�pida (ex: eixos das maquinas -ferramentas).

Parâmetro 008:Liberação de alteração de parâmetros:

Par�metro = 1, os par�metros podem ser lidos e alterados.

Par�metros =0, os par�metros podem ser apenas lidos.

Esse par�metro � uma prote��o contra “curiosos”.Pare impedir que algu�m,

inadvertidamente, altere algum par�metro da maquina, utiliza-se um par�metro

especifico como prote��o.

Parâmetro 009:

Tipo de entrada

Par�metro =1, a entrada significativa � anal�gica (0-10 Vcc).

Par�metro =0, a entrada significativa � digital.

Esse par�metro diz ao inversor como vamos controlar a velocidade do

motor.

Caso esteja em 1, a velocidade ser� proporcional � tens�o anal�gica de

entrada. A entrada digital ser� ignorada.

Caso o par�metro esteja em 0, a velocidade ser� controlada por um sinal

digital (na entrada digital), e o sinal anal�gico n�o mais influenciar�.

Parâmetro 010:

Freq��ncia de PWM

Par�metro =1: freq.PWM = 2kHz

Par�metro =2: freq.PWM = 4kHz

Par�metro =3: freq.PWM = 8kHz

Par�metro =4: freq.PWM = 16kHz

Esse par�metro determina a freq��ncia de PWM do inversor. Notem que

para P 010= temos 2kHz, e os demais dobram de valor at� 16 kHz (freq��ncia

m�xima). Para evitarmos perdas no motor, e interfer�ncias eletromagn�ticas

(EMI), quanto menor essa freq��ncia, melhor.

O �nico inconveniente de parametrizarmos o PWM com freq��ncias baixas

(2 ou 4 kHz) � a gera��o de ru�dos sonoros, isto �, a maquina fica mais

“barulhenta”. Portanto, devemos fazer uma “an�lise cr�tica” das condi��es gerais

do ambiente de trabalho, antes de optarmos pelo melhor PWM.

Como dissemos anteriormente, existe uma infinidade de par�metros nos

inversores.

Neste artigo, mostramos apenas os 10 principais, que j� ser�o suficientes

para o leitor “colocar para rodar” qualquer m�quina.

Lembre-se que o inversor de freq��ncia da marca Saber � fict�cio. A ordem

dos par�metros foi “inventada” para viabilizar a did�tica, por�m, � bem parecida

com a maioria dos inversores comerciais.

Para parametrizar um inversor real, basta consultar o manual do fabricante,

e fazer uma analogia com pequenas diferen�as n�o ser�o obst�culos para o leitor.

DIMENSIONAMENTO

Como posso saber: qual � o modelo, tipo e pot�ncia do meu inversor para a

minha aplica��o?

Bem, vamos responder a essa pergunta em tr�s etapas:

Potência do Inversor:

Para calcularmos a potencia do inversor, temos de saber qual motor (e qual

carga) ele acionar�. Normalmente, a pot�ncia dos motores � dada em CV ou HP.

Basta fazermos a convers�o para watts, e o resto � f�cil. Vamos dar um exemplo

pr�tico:

Rede el�trica= 380 VCA

Motor= 1 HP

Aplica��o= exaustor industrial

C�lculos:

1 HP= 746 W (e 1 CV = 736 W).

Portanto, como a rede el�trica � de 380 VCA, e os inversores

(normalmente) possuem um fator de pot�ncia= 0,8 (cos Φ= 0,80), teremos:

I = corrente do inversor

Tens�o de rede x cosj

Tens�o de entrada = 380 VCA

Corrente nominal = 2,5 A (“arredondando 2,45 para cima)”.

Tipo de Inversor:

As maiorias dos inversores utilizados s�o do tipo escalar. S�

empregamos o tipo vetorial em duas ocasi�es: extrema precis�o de rota��o e

torque elevado para rota��o baixa ou zero (ex: guindaste, pontes rolantes,

elevadores, etc...). Como no nosso caso trata-se de um exaustor, um escalar �

suficiente.

Modelo e fabricante:

Para escolher o modelo, basta consultarmos os cat�logos dos fabricantes

ou procurarmos um que atenda (no nosso exemplo) as seguintes caracter�sticas

m�nimas:

Tens�o de entrada: 380 VCA

Corrente nominal: 2,5 A

Tipo: escalar.

Todas as demais fun��es s�o opcionais.

Quanto ao fabricante, o pre�o deve determinar a escolha. Apenas como

refer�ncia ao leitor, os mais encontrados na ind�stria s�o:

Siemens;

Weg;

Yaskawa;

GE(Fanuc) e

Sew.

Inversor Vetorial

Conforme j� visto, o inversor escalar, para que o torque na carga se

mantenha constante, dever� manter constante a curva (tens�o sobre

freq��ncia). Ao variar-se a freq��ncia de alimenta��o de um motor, o

inversor escalar deve variar, na mesma propor��o, a tens�o de

alimenta��o.

A figura 16 mostra um exemplo t�pico. Notem que quando temos

uma freq��ncia de 1,5 Hz, o valor da tens�o � 6 V.

Neste caso temos a curva = = 4. Quando mudamos para

uma freq��ncia de 60 Hz (nominal do motor) a tens�o passa a ser 240 V, o

que mant�m constante a vaz�o pois = 4.

A partir da� a curva n�o se manter� mais constante isso causa uma

pequena queda de torque. Fica �bvio por essa curva que o inversor escalar

n�o pode oferecer altos torques em baixa rota��o.

O torque � fun��o da corrente de alimenta��o, e como temos de

abaix�-la (devido a redu��o da tens�o) proporcionalmente a freq��ncia, o

torque tamb�m cai.

Caso a curva n�o se mantenha constante, o motor funcionar�

com “sobressaltos” de pot�ncia, o que, provavelmente, causar� problemas

na carga acionada.

A curva pode ser parametrizada no inversor escalar e o seu valor

ideal depende da aplica��o.

O inversor vetorial n�o tem uma curva pr�-estabelecida

(parametrizada).

Na verdade, essa curva varia de acordo com a solicitação do torque.

O inversor vetorial, portanto, possui circuitos que variam a tensão e

freqüência do motor, através do controle da corrente de magnetização (IM)

e da corrente do rotor (IR). Vide figura 17.

Podemos notar que pela figura 18 a diferença significativa na curva

torque X rpm dos dois tipos de inversores. Notem que o escalar permite a

queda de velocidade para dar início ao aumento do torque, o que não

ocorre no vetorial.

Ainda falando de performance, a figura 19 ilustra a diferença na

resposta dinâmica. Podemos perceber claramente que, quando a carga

muda à solicitação de torque rapidamente, o inversor escalar demora um

tempo muito maior para encontrar o ponto estável de trabalho.

Princípio de funcionamento de um Inversor Vetorial

“ Mas como funciona um inversor vetorial?”

Antes de respondermos essa pergunta vamos estudar um pouco

sobre o modelo el�trico do motor de indu��o. A figura 20 indica de que

forma o torque � proporcional a corrente rot�rica.

Por sua vez, o fluxo magn�tico � proporcional a corrente de

magnetiza��o do estator. Podemos concluir, finalmente, que o torque �

proporcional a duas correntes: a de magnetiza��o (IM) e a rot�rica (IR).

O inversor vetorial, atrav�s do controle dessas correntes (figura 21),

estabelece o acionamento dos IGBTs de pot�ncia. Ele pode ainda operar

em malha fechada (com encoder para monitoramento da rota��o), ou em

malha aberta (sem encoder). Quando est� em malha fechada, sua precis�o

� ainda maior (figura 22).

APLICAÇÕES TÍPICAS

“Qual inversor devo utilizar, o vetorial ou escalar?”

O inversor vetorial dever� ser utilizado quando necessitamos de pelo menos

uma das caracter�sticas abaixo:

Torque elevado com baixa rota��o ou rota��o zero (Ex: ponte rolante).

Controle preciso de velocidade (Ex: eixo-�rvore de m�quinas operatriz).

Torque regul�vel (Ex: tra��o el�trica).

O inversor escalar pode ser utilizado quando necessitamos de:

Partidas suaves (Ex: motores com cargas de alta in�rcia).

Opera��o acima da velocidade nominal do motor (Ex: furadeiras,

fresadoras).

Opera��o com constantes revers�es (Ex: eixos coordenados de m�quina –

ferramenta).

Uma observação importante: � a de que sempre um inversor vetorial

pode substituir um escalar, mas nem sempre o escalar pode substituir um

vetorial.

Apesar disso, nem toda aplica��o � cr�tica o bastante para o uso do

vetorial.

CONCLUSÃO:

Com a pesquisa realizada tivemos a oportunidade de aprimorar nossos

conhecimentos em relação a Inversores de freqüência.

Com o seguinte trabalho aprendemos que após ser desenvolvido esse

inversor de freqüência, as indústrias foram o que obtiveram mais vantanges, pois

conseguiu desenvolver até um sistema para controlar a potência de um motor AC,

coisa que antes não havia como ter controle. Ficamos conhecendo também que a

função do seguinte assunto abordado não é apenas controlar a velocidade do

motor AC, mas sim manter o torque constante para não provocar alteração na

rotação, quando o motor estiver com carga, que isso pode prejudicar muito

quando utilizado de forma errada. Vimos que não temos como ter uma

especificação certa sobre Inversores de Freqüência, pois cada fabricante faz da

sua maneira, cada um utiliza sua própria tecnologia. Que para o inversor

conseguir realizar trabalho quanto maior o número de recursos oferecer, maior

será o número de parâmetros disponíveis, que ele utilizará. Aprendemos como

calcular a potência de um inversor, os tipos de inversores que existem e

percebemos que o inversor escalar é mais utilizado que o vetorial.

E assim podemos compreender de forma clara e objetiva a funcionalidade

de um inversor de freqüência, através do trabalho apresentado.