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Habilitação Profissional Plena Técnico em Eletrônica
Eletrônica Industrial – 4º Ano
Apostila sobre Inversores de Frequência I
Prof. Ariovaldo Ghirardello
Inversores de Frequência – Descrição do Funcionamento.
Um inversor de frequência é um dispositivo capaz de gerar uma tensão e frequência trifásicas ajustáveis, com a finalidade de controlar a velocidade de um motor de indução trifásico. A figura abaixo, mostra resumidamente o diagrama em blocos de um inversor de frequência escalar:
Seção Retificadora (Converter Section) – Os seis diodos retificadores situados no circuito de entrada do inversor, retificam a tensão trifásica da rede de entrada (L1, L e L3). A tensão DC resultante é filtrada pelo capacitor C e utilizada como entrada para a Seção Inversora.
Seção Inversora (Inverter) – Na seção inversora, a tensão retificada DC é novamente convertida em Trifásica AC. Os transistores chaveiam várias vezes por ciclo, gerando um trem de pulsos com largura variável senoidalmente (PWM). Esta saída de tensão pulsada, sendo aplicada em um motor (carga indutiva), irá gerar uma forma de onda de corrente bem próxima da senoidal através do enrolamento do motor.
As formas de onda 1 e 2 nos gráficos abaixo, mostram as formas de onda para as fases M1 e M2 (duas das três que serão aplicadas ao motor). Os pulsos gerados pelo
Circuito de Controle (Control Circuit) são enviados para as bases dos transistores de chaveamento através do circuito de Base Driver. Estes sinais pulsantes, provocarão o chaveamento dos transistores de potência da Seção Inversora. Nos inversores mais modernos, a configuração é a mesma, a única diferença é que são utilizados IGBT’s ao invés de transistores bipolares.
A forma de onda 3 no gráfico abaixo é a somatória lógica das fases de saída M e M2. O valor médio da tensão aplicada, se aproxima da senoidal, provocando, como já dito acima, uma corrente senoidal pelo enrolamento do motor.
Proteção contra Surto (Surge Protection) – Essa proteção tem a função de absorver surtos (picos) de tensão transitórios que podem chegar até o inversor pela rede de alimentação e são intalados nas três fases de entrada.
Proteções do Inversor (Inverter Protection) – Este circuito monitora as condições da tensão e da corrente presentes no Circuito Intermediário , ou seja, o que sai do Retificador e vai para o Inversor. Se os valores de corrente ou tensão ultrapassam níveis pré-determinados, este circuito envia um sinal para o Circuito de Controle ( Control Circuit ), que atua de forma a proteger o circuito do inversor, normalmente desarmando-o e sinalizando a condição.
Base Driver – Esta seção amplifica e isola os sinais que são gerados pelo Circuito de Controle ( Control Circuit ) e fazem os transístores operarem de acordo com o esquema de chaveamento apropriado.
Circuito de Auto Boost ( Auto Boost Circuit ) – Este circuito detecta as condições de carga do motor. Através da determinação das condições da carga, o circuito determina o nível de tensão ideal para que o motor consiga entregar à carga o torque exigido pela carga.
