Barramento Dc

Electrónica de Potência

Variadores de Velocidade Página 1 de 12

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1. INTRODUÇÃO

2. RESUMO DA CONSTITUIÇÃO

3. RECTIFICADOR

4. INVERSOR



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1. Introdução

Os variadores de frequência rectificam a corrente alternada da rede em

corrente contínua, que é depois convertida em corrente alternada com

frequência e amplitude variável.

Desta forma, o motor é alimentado com uma tensão e frequência variável, o

que permite, a regulação de velocidade dos motores trifásicos standard de

corrente alternada.

Na figura seguinte encontra um esquema da constituição de um variador de

velocidade.

Figura 9-1

Constituição de um Variador de Velocidade

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Resumo da Constituição

1. Tensão de Rede

2*200/ 240 VAC, 50/60 HZ

3*380/460 VAC, 50/60 HZ

2. Rectificador

É constituído por uma ponte rectificadora que converte corrente alternada

em corrente contínua.

3. Circuito Intermédio

No circuito intermédio, o valor da corrente contínua é igual a √2 * Tensão

da Rede

5. Bobines do Circuito Intermédio

Equilibram a tensão e reduzem a corrente harmónica de realimentação à

rede

6. Condensadores do Circuito intermédio

Equilibram a tensão do circuito intermédio

7. Inversor

Converte a corrente contínua em corrente alternada variável com

frequência variável



8. Tensão a aplicar ao Motor

Corrente alternada variável entre 10 a 100% da tensão de alimentação da

rede

9. Carta de controlo

Aqui, é onde se encontra o controlador do inversor que gera o modelo de

impulso pelo qual a corrente contínua se transforma em corrente

alternada variável com frequência também variável.



Um variador de velocidade é composto por dois módulos: um módulo

rectificador e um módulo inversor.

Na maioria dos casos estes dois módulos aparecem numa unidade

compacta que é utilizada para o controlo individual de motores.

Para o controlo de vários motores ou para potências elevadas estes dois

módulos são utilizados separadamente.

Na figura seguinte encontra o diagrama de um variador de velocidade, na

solução compacta.

Fig 9-2

Diagrama de um variador de velocidade



Rectificador

A unidade rectificadora alimenta um barramento DC para as unidades

inversoras.

Na figura seguinte encontra o diagrama de um rectificador de baixa potência

composto por uma ponte de díodos, equipado com resistências de pré-carga.

Figura 9-3

Diagrama de um módulo rectificador



Quando o rectificador é ligado, os relés de saída encontram-se desligados. Os

condensadores dos inversores que se encontram ligados às saídas do

rectificador serão carregados através das resistências de pré-carga durante 1

a 2 segundos, tempo após o qual, os relés de saída do rectificador ligam

“bypassando” as resistências de pré-carga.

Para potências mais elevadas, o rectificador não utiliza uma ponte de díodos,

mas sim, uma ponte de tirístores totalmente controlada.

Neste caso, não são utilizadas resistências de pré-carga, uma vez que

quando ligado o rectificador, a tensão no barramento DC é elevada de zero

ao seu valor máximo num tempo pré-determinado entre 1 a 2 segundos,

após o qual, a ponte de tirístores se somporta como uma normal ponte de

díodos.

Na figura seguinte encontra o diagrama de um rectificador utilizando uma

ponte de tíristores.



Fig 9-4

Diagrama de um rectificador utilizando uma ponte de tirístores



Inversor

Mediante a utilização da técnica PWM (modulação de largura de

impulsos) a tensão DC é novamente convertida em AC. Variando a razão

do tempo de condução /bloqueio dos IGBTs, modela-se a tensão de saída.

A tensão de saída é uma sucessão de impulsos quadrados (como se pode

verificar na seguinte figura).

A indutância dos enrolamentos produz uma corrente sinusoidal no

motor.

Figura 9-5

Forma de onda teórica

A figurante seguinte mostra a tensão de saída e a corrente resultante do

motor a uma frequência de comutação de 2,5 KHz. Isto num motor

standard de 50 Hz.



Figura 9-6

Forma de onda real

A unidade inversora, como compacta ou individual é composta pelos

seguintes componentes, como mostra a figura seguinte:

- IGBT associado a condensadores ligados ao barramento DC

- Painel de ligação ao barramento DC

- Painel de ligação ao motor

- Caixa electrónica de controlo

- Painel de parametrização/operação



Fig9-7

Diagrama do inversor

Os IGBTs do inversor comportam-se como interruptores, comutando as

saídas do inversor para os pólos positivo ou negativo do barramento DC.

A tensão de saída entre fases é definida pela duração do impulso dado na

porta do tirístor e pela magnitude da tensão no barramento DC

A figura seguinte mostra o príncipio de operação de um inversor.



⇒

Fig 9-8

Princípio de funcionamento de um inversor

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