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INVERSOR DE TENSÃO
Um Inversor de Tensão é um circuito utilizado para converter a tensão continua de uma fonte em alternada para uma carga, com controle dos níveis do valor eficaz da tensão e freqüência variável ou não, dependendo da aplicação.
As principais aplicações de um inversor de tensão são:
- Acionamento de máquinas elétricas de corrente alternada;
- Sistema de alimentação ininterrupta, em tensão alternada, a partir de bateria;
- Aquecimento indutivo;
- Fontes chaveadas.
O inversor de tensão pode ser montado levando-se em consideração cinco estruturas básicas.
ESTRUTURAS BÁSICAS
- Inversor Monofásico em Ponte
A seguir o circuito de um inversor monofásico em ponte é representado, alimentando uma carga resistiva. Os contatos são comandados no fechamento e abertura.
Onde:
S 2 0 8 1 2 0 8 2, 2 0 8 3, 2 0 8 4, - Contatos
R – Resistência de Carga
E – Fonte de Alimentação
*Quando os contatos S 2 0 8 1 2 0 8 4, fecham conduzindo a tensão da carga será igual a da fonte de alimentação;
*Quando S 2 0 8 2 2 0 8 3, fecham conduzindo a tensão da carga será igual a –E.
Formando assim ondas quadradas a cada ciclo. As formas de onda correspondentes estão representadas abaixo:
Se carga for indutiva, devem ser adicionados os diodos de roda livre D2 0 8 1 2 0 8 2, 2 0 8 3, 2 0 8 4, ,como representado na figura baixo, onde aparecem também as quatro etapas de funcionamento da estrutura.
- Inversor Monofásico com Ponto Médio
Este inversor tem o funcionamento muito parecido com o anterior, porem em sua montagem é utilizado apenas um braço o que torna seu comando muito mais simples.
Mesmo tendo seu funcionamento muito parecido com o do Inversor Monofásico em Ponte com Carga Resistiva, a forma de onda quadrada de tensão na carga terá amplitude E/2.
- Inversor “Push-Pull”
Este circuito, um dos primeiros empregados industrialmente, é bem adaptado a baixas freqüências e baixas potencias, apresentando as seguintes características:
- Emprega um transformador com ponto médio no primário;
- Emprega apenas uma fonte CC;
- A carga é isolada da fonte;
- A fonte e os contatos estão conectados a mesma massa.
As etapas de funcionamento estão representadas abaixo:
1ª Etapa
2ª Etapa
3ª Etapa
4ª Etapa
- Inversor Trifásico
S 2 0 8 1 2 0 8 2, 2 0 8 3, 2 0 8 4, 2 0 8 5, 2 0 8 6, - Interruptores de Comando
D 2 0 8 1 2 0 8 2, 2 0 8 3, 2 0 8 4, 2 0 8 5, 2 0 8 6, - Diodos de Regeneração
E – Fonte de Alimentação
Z – Carga
Os interruptores são comandos segundo o diagrama abaixo. Em cada instante existem três interruptores em condução, dois no grupo positivo e um no negativo ou vice-versa. Cada interruptor é mantido durante 180°, ocorrendo uma comutação a cada 60°.
VRN = 2 VRO – VSO + VTO
O gráfico com as ondas está representado abaixo, para um inversor trifásico com comando auto-seqüencial, ou, comando 180°.
Obs.: As tensões VSN e VTN são iguais a VRN, porem defasadas a 120° e 240° respectivamente.
Controle da Tensão nos Inversores
Normalmente, quando se emprega um inversor, deseja-se controlar ou regular a tensão de carga. Como exemplo pode citar, em primeiro caso, a alimentação de uma maquina de corrente alternada, onde se alterada a freqüência deve-se também variar a tensão, para alcançar novamente o equilíbrio do entreferro. No segundo caso, pode-se citar a alimentação de cargas criticas a partir de baterias. Tanto a variação da tensão da bateria quanto as impedâncias internas da bateria e do próprio inversor alteram a tensão de saída, exigindo a regulação. Os métodos empregados para esse fim podem ser agrupados do seguinte modo:
- Controle da tensão na entrada do inversor;
- Controle da tensão dentro do inversor, por modelação ou por defasagem;
- Controle da tensão na saída do inversor.
O controle da tensão na saída é raramente empregado, por ser mais complicado e por gerar normalmente muitas harmônicas na carga.
O controle na entrada é muito comum e para isto são empregados dois métodos, dependendo do tipo de fonte. Quando de trata de uma bateria, emprega-se um conversor CC-CC e quando se trata da rede alternada comercial, emprega-se um retificador controlado.
