VARIADORES DE VELOCIDADE

O arranque em directo sobre a rede de distribuição dos

motores assíncronos é a solução mais encontrada e também por vezes a mais conveniente para uma grande variedade de máquinas. No entanto este tipo de arranque faz-se acompanhar por alguns inconvenientes :

Correntes de arranque muito elevadas, podendo perturbar a marcha de outros aparelhos ligados sobre a mesma rede.

Golpes mecânicos no arranque, inaceitáveis para a máquina ou para o conforto e segurança dos utilizadores.

Impossibilidade de controlar as acelerações e desacelerações

Impossibilidade de fazer variar a velocidade

Os arrancadores e os variadores de velocidade permitem suprimir estes inconvenientes.

A tecnologia electrónica deu-lhes maior flexibilidade e estendeu o seu campo de aplicação. Devemos no entanto saber fazer uma boa escolha.

As grandes vantagens de utilização da variação de velocidade nas suas diferentes aplicações resulta do vector técnico mas também e muito do vector económico, comportando reduções de consumo energético e contribuindo em muito para instalações Energeticamente Eficientes.

VARIADORES DE VELOCIDADE

Adequados a motores de corrente alternada ou contínua, garantem uma aceleração e desaceleração progressivas e permitem adaptar a velocidade a condições de exploração bem precisas. De acordo com o tipo de motor podem usar-se variadores do tipo rectificador controlado, conversor de frequência ou regulador de tensão.

Os arrancadores e variadores de velocidade electrónicos são construídos apartir de dois módulos integrados numa mesma envolvente:

- Um módulo de controlo, gestiona o funcionamento do equipamento

- Um módulo de potência, transfere a energia eléctrica para o motor

O MÓDULO DE CONTROLO

Todas as funções são actualmente controladas apartir de um microprocessador que utiliza os ajustes dados pelo utilizador, ordens transmitidas por um operador ou por uma unidade de tratamento e os resultados das medidas de velocidade, corrente, etc.

Com base nestes dados o microprocessador gestiona o funcionamento dos componentes de potência, rampas de aceleração e desaceleração, seguimento da velocidade, limitação da corrente, protecção e segurança.

De acordo com o tipo de produto, os ajustes (referências de velocidade, rampas ...) realizam-se por meio de potenciómetros, ou através de autómatos ligados a PC por ligações em série. As ordens (marcha, paragem,...) podem ser dadas através de interfaces de diálogo homem/máquina, autómatos programáveis, os parâmetros de funcionamento e os dados de alarmes e falhas podem ser visualizados nos ecrãs dos equipamentos.

Em muitos casos é possível configurar os relés de saída para obter informação de:

- falhas (da rede, térmicos, do produto, sobrecarga)

- controlo (nível de velocidade atingido, pré-alarme fim de arranque,...)

O MÓDULO DE POTÊNCIA

Os elementos principais do módulo de potência são: - os componentes de potência - as interfaces de tensão e/ou de corrente - em equipamentos de elevado calibre, um conjunto

de ventilação. Os componentes de potência são semicondutores que

funcionam em modo “Tudo ou Nada“ e por tanto em tudo idênticos aos interruptores estáticos de dois estados: passante ou bloqueado (aberto ou fechado).

Estes componentes integrados num módulo de potência, formam um conversor que alimenta um motor eléctrico com tensão e / ou frequência variável apartir da rede de tensão e frequência fixas.

VARIADORES DE VELOCIDADE

Existem numerosos esquemas de variadores de velocidade electrónicos. actualmente as realizações tecnológicas mais usuais são:

rectificador controlado para motor de corrente contínua e

conversores de frequência para motores assíncronos de rotor em curto-circuito.

RECTIFICADOR CONTROLADO PARA MOTOR DE CORRENTE

CONTÍNUA

Ele fornece, apartir de uma rede alternada monofásica ou trifásica, uma corrente contínua com um controle do valor médio da tensão .

Os semi- condutores de potência são agrupados em Ponte de Graetz, monofásica ou trifásica.

A ponte pode ser mista (díodos / tiristores) ou de rectificação completa (tiristores), esta solução é a melhor e mais frequente, dado permitir um melhor factor de forma à corrente entregue.

Este tipo de variador adapta-se bem a qualquer tipo de aplicação, os limites são impostos pelo motor de corrente contínua, em particular na obtenção de elevadas velocidades e na necessidade de manutenção (substituição de escovas).

Os motores de corrente contínua e os variadores associados foram as primeiras soluções industriais. Actualmente o seu uso está em franca desaceleração em função do crescente aumento dos conversores de frequência.

CONVERSOR DE FREQUÊNCIA PARA MOTOR ASSÍNCRONO DE ROTOR EM

CURTO-CIRCUITO

Ele fornece apartir de uma rede alternada a frequência fixa, uma tensão alternada trifásica de valor eficaz e de frequência variável. A alimentação do variador poderá ser monofásica para pequenas potências (ordem de grandeza alguns KW) e trifásica para maiores potências.

Os conversores de frequência alimentam motores assíncronos de rotor em curto-circuito standard com todas as vantagens ligadas a estes motores. Estes motores são na sua maioria auto-ventilados, o seu limite de utilização é o funcionamento prolongado a baixa velocidade devido à deficiente refrigeração.

PRINCIPAIS MODOS DE FUNCIONAMENTO

Os variadores de velocidade podem, de acordo com o conversor electrónico, fazer funcionar o motor num só sentido de rotação, são dessa forma ditos «unidireccionais», ou comandar nos dois sentidos de rotação, são ditos «bidireccionais».

Os variadores podem ser «reversíveis» logo que possam recuperar a energia do motor funcionando como gerador (modo de travagem).

A figura abaixo ilustra os quatro quadrantes possíveis para o funcionamento do variador sendo que no segundo e quarto quadrante o motor funcionará como gerador.

VARIADOR UNIDIRECCIONAL

Este variador a maior parte das vezes não reversível é realizado para:

Um motor de corrente contínua, com conversor directo com uma ponte mista de díodos e tiristores

Um motor corrente alternada, com conversor indirecto, tendo na entrada uma ponte de díodos seguido de um conversor de frequência que faz funcionar a máquina no 1º quadrante.

1 – ponte de díodos na entrada2 – dispositivo de travagem3 – conversor de frequência

VARIADOR BIDIRECCIONAL

Este tipo de variador pode ser um conversor reversível ou não reversível. Se ele for reversível, a máquina funciona nos quatro quadrantes e pode permitir uma frenagem importante.

Se não for reversível, a máquina funcionará apenas no 1º e 3º quadrantes.