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allenz NAI 1 INVERSORES-2002- 2006 Motor de Indução Trifásico Características que o tornam superior: Simplicidade: Ao contrário do motor CC, não requere manutenção do conjunto escovas / comutador; Possui tamanho e peso reduzidos para uma mesma potência nominal, portanto custo menor; Mecanismo mais simples mais fácil de ser fabricado; Pode ser ligado diretamente a rede elétrica. Não necessita de fonte CC;

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Apresentação sobre Motor de Indução Trifásico - Características, Acionamento e Controle de Velocidade Básico

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Motor de Indução Trifásico

• Características que o tornam superior:

– Simplicidade: Ao contrário do motor CC, não requere manutenção do conjunto escovas / comutador;

– Possui tamanho e peso reduzidos para uma mesma potência nominal, portanto custo menor;

– Mecanismo mais simples mais fácil de ser fabricado;

– Pode ser ligado diretamente a rede elétrica. Não necessita de fonte CC;

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Motor de Indução Trifásico

• Barreiras ao emprego do motor de indução trifásico (anos 80):

– Havia maior dificuldade em se variar a velocidade em um acionamento controlado;

– Com motor CC basta variar a tensão aplicada a armadura;

– Em CA os sistemas de controle eram mais sofisticados e o resultado era de baixa performance;

– Custo global do sistema (não apenas o relativo a máquina) era maior.

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Evolução Tecnológica nos anos 90

• Custo dos componentes de eletrônica de potência e de controle diminuiu continuamente e por conseguinte o custo dos conversores de freqüência idem;

• Tendência de vantagem cada vez maior de custo total do sistema máquina mais acionamento para as máquinas CA;

• Novas técnicas como o controle vetorial possibilitaram às máquinas CA comportamento similar ou superior aos das máquinas CC.

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Modelamento da Máquina de Indução Trifásica

• Componentes:– Estator:

• Enrolamentos nos quais é aplicada alimentação de tensão alternada.

– Rotor:• Composto de:

– Ou por uma gaiola de esquilo curto-circuitada.– Ou por enrolamentos;

De qualquer forma, através de indução eletro-magnética, o campo magnético produzido nos enrolamentos do estator produz correntes no rotor, de modo que, da interação de ambos os campos magnéticos será produzido o conjugado que levará máquina a rotação.

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Máquina de Indução Trifásica

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Modelamento da Máquina de Indução Trifásica

• O campo magnético produzido no estator é girante, devido a:

– Característica da CA trifásica da alimentação do estator;

– Distribuição geométrica espacial dos enrolamentos do estator;

O campo produzido pelas correntes induzidas no rotor terá também as mesmas características e procurará sempre acompanhar o campo girante do estator.

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Velocidade Angular do Campo Girante

• Depende da:– Freqüência da rede;– Numero de pólos da Máquina;

• Número de Pares de Pólos:– Indica quantos enrolamentos há no estator,

deslocados espacialmente de modo simétrico, e que são alimentados pela mesma tensão de fase.

• Ex: Se há 3 enrolamentos ( um para cada fase ) estiverem dispostos num arco de 180o e outros 3 enrolamentos ocuparem os 180o restantes, diz se que esta é uma máquina de 4 pólos (ou 2 pares de pólos).

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O Campo Girante

• No caso de um motor de 4 pólos:– Dada a simetria circular da máquina, tem-se o

campo resultante, visto no entreferro, o qual apresenta pólos resultantes deslocados 90o espacial um do outro;

– A resultante no centro do arranjo é sempre nula, no entanto o que importa é o fluxo magnético presente no entreferro (distância entre o rotor e o estator da máquina);

– A cada ciclo completo das tensões de alimentação (360o elétricos) corresponderá a uma rotação de 180o no eixo.

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O Campo Girante• Tal máquina possui 4 pólos (2 pólos norte e 2 pólos

sul), distribuídos simetricamente e intercalados:

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O Campo Girante• Tal máquina possui 4 pólos (2 pólos norte e 2 pólos

sul), distribuídos simetricamente e intercalados:

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O Campo Girante• Tal máquina possui 4 pólos (2 pólos norte e 2 pólos

sul), distribuídos simetricamente e intercalados:

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O Campo Girante• Tal máquina possui 4 pólos (2 pólos norte e 2 pólos

sul), distribuídos simetricamente e intercalados:

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Máquina de Quatro Pólos

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Velocidade Angular do Campo Girante• A velocidade de rotação do campo girante, chamada

de velocidade síncrona, é dada por: ( = 2..f)

(em rad/s)

Sendo: p Número de pólos S Velocidade angular (em rad/s) das tensões de alimentação da máquina,

• Por ser mais prático, podemos também trabalhar com f em Hz e com n em RPM:

(em r.p.m.)

p

ω2ωs

p

fns

..602

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Rotação do Rotor

• A corrente induzida no rotor possui uma freqüência que é a diferença da freqüência do campo girante e da rotação do rotor;

• Assim, na partida, com a máquina parada, a freqüência da corrente induzida é máxima (60 Hz no caso);

• A freqüência da corrente induzida vai-se reduzindo enquanto o rotor acelera até chegar tipicamente a uns poucos Hz , quando á máquina atingir a rotação de regime.

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Rotação do Rotor• Desta análise concluímos que:

• Se o rotor girar a mesma velocidade do campo girante, a diferença é zero, assim não haverá corrente induzida uma vez que não há variação de fluxo pelas espiras do rotor.

• Não havendo corrente induzida no rotor, não há como sustentar conjugado no eixo.

– A produção de conjugado no eixo da máquina deriva do fato de que a velocidade do rotor é sempre diferente da velocidade do campo girante.

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Rotação do Rotor• Mas, em regime estável, ainda manterá

sempre uma pequena diferença. Ex:

– Num motor de 4 Pólos em 60 Hz temos:

– Entretanto a rotação do eixo especificada é de :– O que corresponde a uma freqüência assincrona de:

– A freqüência da corrente induzida no rotor é:

rpmp

fns 1800

4

60602602

rpm1720

Hzpn

fA 3357120

41720

602,

Hzfff Ainduzida 672335760 ,,

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Rotação do Rotor

• Essa diferença entre a velocidade angular síncrona e a velocidade angular do rotor, pode ser convertida em um valor de índice:

• Ao qual da-se o nome de:

... Escorregamento (S)...

• O qual pode ser obtido também, da mesma forma,a partir dasrotações em RPM.

s

mss

%,

,

44

04401800

17201800

ou

S

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O Escorregamento e o Fator de Potência

• Com a máquina girando em vazio, o escorregamento é mínimo e a corrente induzida também, apenas suficiente para produzir o conjugado à vazio.

• As correntes que circulam pelos enrolamentos do motor são apenas para manter a magnetização, tendo-se assim uma carga altamente indutiva e um fator de potência extremamente baixo:

(cos < 0,3)

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O Escorregamento e o Fator de Potência

• A medida que uma carga mecânica é aplicada ao motor a velocidade rotórica diminui, causando aumento do escorregamento e da freqüência da corrente induzida no rotor.

• O aumento da corrente do rotor reflete na corrente do estator, provocando também, o aumento desta.

• Apesar de estarmos solicitando mais potência da linha de alimentação, estamos produzindo mais potência mecânica, e, com um fator de potência melhor.

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O Escorregamento e o Fator de Potência

• A carga plena a máquina terá um escorregamento que promove o equilíbrio entre o conjugado do motor (CM) e o conjuga resistente da carga (CRE).

• O fator de potência típico é de:

0,95 > cos > 0,8

Dependendo do porte do motor, sendo que motores maiores apresentam também maior fator de potência.

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Motores de Alto Rendimento• Os motores elétricos são responsáveis por 21,6% do

consumo total de energia elétrica no Brasil (SIESE - Eletrobrás 2003), o que justifica o uso de motores de alto rendimento.

• Os motores de alto rendimento são motores projetados para, fornecendo a mesma potência útil na ponta do eixo que outros tipos de motores, consumirem menos energia elétrica da rede.

• LEI DE EFICIÊNCIA ENERGÉTICA (Decreto n° 4.508, de 11 de Dezembro de 2002) define os níveis mínimos de eficiência energética de motores elétricos trifásicos de indução, rotor de gaiola de esquilo, de fabricação nacional ou importados, para comercialização ou uso no Brasil.

• NBR 7094: “Máquinas Elétricas Girantes - Motores de Indução - Especificação”, define os valores nominais mínimos para motores alto rendimento.

• Motores de alto rendimento tem custo superior aos Standard, porém devido à redução do consumo de energia em função do seu maior rendimento, é possível obter um retorno do investimento inicial rapidamente:

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Motores de Alto Rendimento• Construtivamente os motores de alto rendimento

possuem as seguintes características:– Chapas magnéticas de melhor qualidade (aço silício).

– Maior volume de cobre, que reduz a temperatura de operação.

– Enrolamentos especiais, que produzem menos perdas estatóricas.

– Rotores tratados termicamente, reduzindo perdas rotóricas.

– Anéis de curto circuito dimensionados para reduzir as perdas Joule.

– Projetos de ranhuras do motor são otimizados para incrementar o rendimento (Altos fatores de enchimento das ranhuras, que provêm melhor dissipação do calor gerado).

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A Curva de conjugado• Uma curva de conjugado típica mostra três

regiões distintas que representam os três modos de operação de um motor (para este estando ligado direto a rede com f=60 Hz)

– Tração;

– Regeneração;

– Reversão.

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A Curva de conjugado

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Modo Tração• Em tração, o rotor gira no mesmo sentido do campo

girante;

• O fluxo no entreferro se mantém constante se o conjugado se manter constante;

• A medida que o escorregamento aumenta, o conjugado também aumenta (ou vice-versa) e o aumento é proporcional se estiver na região linear;

• A operação normal do motor se dá na região linear, uma vez que se o CRE exceder a um valor máximo, o motor parará;

– Se isso ocorrer teremos elevadas perdas de potência no rotor, devido a altas correntes induzidas. As perdas provocam aquecimento e o aquecimento prolongado danifica o motor.

• Na região linear a corrente do rotor cresce de maneira praticamente linear com o escorregamento;

– O mesmo acontece com a potência e o conjugado.

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Modo Regeneração• O rotor e o campo girante movem-se no

mesmo sentido, mas a velocidade mecânica M, é maior que a velocidade síncrona s .

– Isso resulta em um escorregamento negativo.

• Isso significa que a máquina está operando como gerador, entregando potência ao sistema de linha de alimentação à qual o estator estiver conectado.

• Esta situação só pode ocorrer se tivermos um controlador capaz de variar a freqüência da CA de alimentação e se, a partir de um regime estável, a freqüência passar a ser diminuída.

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Modo Reversão• O campo girante gira em sentido oposto ao rotor,

levando a um escorregamento: 2 > S > 1• Isso ocorre se repentinamente provocando a mudança

no sentido de rotação do campo pela inversão da conexão de duas das três fases da alimentação do estator;

• O conjugado produzido (que tende a acompanhar o campo girante) se opõe ao movimento do rotor, levando a uma frenagem da máquina;

• Enquanto estiver revertendo (desacelerando em um sentido) o conjugado presente é pequeno mas correntes são elevadas;

• A energia retida na massa girante e dissipada internamente na máquina, levando-a ao aquecimento. O número de reversões deve ser comedido para não provocar superaquecimento devido ao acumulo sucessivo de calor;

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Métodos de Variação da Velocidade da Máquina de Indução

• Do ponto de vista do acionamento, a velocidade de um motor de indução pode ser variada de uma das seguintes maneiras:– Controle da resistência do rotor (antigo);– Controle da tensão do estator (antigo);– Controle da freqüência do estator (antigo);– Controle da tensão e da freqüência do estator

(controle escalar);– Controle da corrente (controle vetorial).

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Controle pela Resistência do Rotor• Para uma máquina de rotor bobinado é possível,

externamente, colocar resistências que se somem à impedância própria do rotor:

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Controle pela Resistência

• A variação de Rx permite mover a curva conjugado-Velocidade da máquina como mostrado nos três casos abaixo:

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Controle pela Resistência• Note que para um determinado conjugado, o

aumento da resistência associada ao rotor leva a uma diminuição da velocidade mecânica.

• Este método permite, além de limitar a corrente de partida, também elevar o conjugado de partida.

• Obviamente é um método de baixa eficiência energética devido a dissipação de potência nas resistências.

• O balanceamento das 3 fases é fundamental para a boa operação da máquina.

• Este acionamento foi (é) usado especialmente em situações que requeriam um grande número de partidas/paradas, além de elevado conjugado.

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Controle pela Resistência

• Os resistores podem ser substituídos por um retificador trifásico que “enxerga” uma resistência variável, determinada pelo ciclo de trabalho do transistor de saída (fig b);

• Outros arranjos, permitem que, ao invés de se dissipar energia em uma resistência externa, se possa envia-la de volta a rede. A relação entre a tensão CC definida pelo retificador e a corrente Id refletem para o enrolamento do rotor como resistência equivalente (fig c).

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Controle Pela Tensão de Alimentação do Estator

Das equações do conjugado, podemos observar que:

O conjugado é proporcional ao quadrado da tensão aplicada ao estator.

Assim, para um dado conjugado resistente, uma redução na tensão provoca uma diminuição da velocidade (de fato um aumento no escorregamento).

2rS

2

rS

2Sr

d

XXSRωS

VR3C

2rS

2rS

2Sr

S XXRωVR3

C

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Controle Pela Tensão de Alimentação do Estator

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Controle Pela Tensão de Alimentação do Estator

• Este tipo de acionamento não é aplicável a cargas que necessitem de:

– Conjugado constante (independente da velocidade);– Elevado conjugado de partida.

• Além do mais:– a faixa de ajuste da velocidade é relativamente pequena;– O ajuste é feito as custas de redução significativa do

conjugado disponível.

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Controle Pela Tensão de Alimentação do Estator

• Para que a performance desse tipo de acionamento seja satisfatória, motores especiais são construídos (denominados de classe D):– Tais motores possuem elevada resistência no

enrolamento de rotor de modo que a faixa de variação de velocidade se torne maior e não seja muito severa a perda de conjugado em baixas velocidades.

• O acionamento é simples e de baixo custo, justificando o uso para aplicações de baixa performance tais como ventiladores e bombas centrífugas, que exigem baixo conjugado de partida.

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Controle Pela Tensão de Alimentação do Estator

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Controle Pela Variação da Freqüência

• O Conjugado do motor é dado por:

• Já o fluxo pode ser resumido em:

Assim, o Conjugado é dependente do fluxo e o fluxo, por sua vez, é dependente da freqüência!

Rme IkC Corrente rotóricaConjugado do

motor Fluxo magnético

f

VV S

S

S .2

10

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Controle Pela Variação da Freqüência

• Pelas equações apresentadas anteriormente conclui-se que:

– Manipulando-se apenas a freqüência da fonte de alimentação CA do estator, tanto a velocidade quanto o conjugado de um motor de indução, podem ser variados simultaneamente, de modo que:

• A velocidade é diretamente proporcional a freqüência da CA;

• O conjugado é inversamente proporcional a freqüência da CA.

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Controle Pela Variação da Freqüência

• No entanto tal acionamento não é conveniente, pois:

– reduzindo-se a freqüência, aumenta-se o fluxo levando-se a uma saturação da máquina o que provoca a alteração da característica conjugado-velocidade.

– Para baixas freqüências, com a diminuição das reatâncias, a corrente do estator tende a se elevar demasiadamente.

– Se a freqüência for elevada acima da freqüência nominal, fluxo e conjugado diminuem, característica similar a dos motores CC, quando se faz elevação de velocidade por meio de enfraquecimento do campo.

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Controle Pela Variação da Freqüência

• Uma alimentação deste tipo pode ser obtida por meio de um inversor que forneça uma tensão constante (valor eficaz), variando apenas a freqüência.

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Controle da Tensão e da Freqüência

• Se a relação entre a tensão e a freqüência da alimentação do motor for mantida constante, o fluxo de entreferro não se altera, de modo que o conjugado máximo não se altera.

• Uma vez que a tensão nominal da máquina não deve ser excedida, este tipo de acionamento aplica-se para velocidades iguais ou menores que a velocidade nominal.

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Controle com Variação da Tensão e da Freqüência

• Consideremos a relação entre a tensão e a freqüência seja constante (Volts/Herts constante);

• Dai pela lei de Lenz:

• O fluxo é constante:dt

)t(d)t(v

f

V.

2

1V 000

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Conversores Estáticos de Freqüência

• Concluímos então que para podermos variar a velocidade de um motor de indução mantendo o conjugado constante, devemos manter constante a relação tensão/freqüência;

• O inversor que utiliza o princípio de manter V/Hz constante é denominado inversor escalar.

• A figura mostra a característica conjugado-velocidade para uma excitação deste tipo, para velocidades abaixo da velocidade nominal.

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Controle da Tensão e da Freqüência

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Controle da Tensão e da Freqüência

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Controle da Tensão e da Freqüência

• Notamos que o motor será capaz de girar em qualquer velocidade abaixo da nominal.

• No entanto, em rotações muito baixas o motor perde a capacidade de produção de conjugado.– Isso ocorre em função das perdas existentes na

resistência do estator, que se torna muito resistivo.

• Uma das soluções possíveis é modificar a curva Volts/Hz, de modo a compensar este efeito.

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Controle da Tensão e da Freqüência

Sem Compensação

Compensação Máxima

60Hz

220V

Compensação IxR

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Controle da Tensão e da Freqüência

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Controle com Variação da Tensão e da Freqüência

• A novidade foi poder sintetizar de forma simples uma tensão trifásica com tensão e freqüência ajustáveis.

• A idéia central é variar a velocidade do campo girante do motor, mantendo sua amplitude nominal, ou seja, conservando o fluxo magnético no valor especificado pelo fabricante.

• O motor será capaz de girar em qualquer velocidade abaixo da nominal.

• No entanto para rotações muito baixas, o motor ainda apresenta perda de capacidade de produzir conjugado...

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Sistemas Automáticos de Controle

• Consiste num conjunto de elementos interligados em malha fechada, isto é, além do fluxo de informação no sentido direto (da entrada para a saída), existe outro no sentido contrário (da saída para a entrada), chamado de realimentação (feedback).

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Sistemas Automáticos de Controle

COMANDOELEMENTO FINAL DE COMANDO

PLANTA

SINAL DECOMANDO

VARIÁVELMANIPULADA

VARIÁVELCONTROLADA

ENTRADA SAÍDA

PERTURBAÇÕES

SENSORCOMPARADOR

REALIMENTAÇÃO

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EtapaRetificadora

Link DCEtapa

Inversora

Interfaces e "Drives"

CPU

• Entradas / Saídas digitais• Entradas / Saídas analógicas• Interface serial

I.H.M

Estrutura BásicaEstrutura Básica

Unidade de Controle

Unidade de Potência

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AC DC AC

Circuito de PotênciaCircuito de Potência

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Ponte não controlada na entrada que pode ser monofásica ou trifásicadependendo do modelo do inversor.

+ Ud

- Ud

REDE

+ Ud

- Ud

REDE

RetificadorRetificador

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Filtra a tensão retificada diminuindo seu "ripple", e fornece a correntede saída; Também faz a troca de reativos com o motor.

CR

K1 Circuito de pré-carga

Circuito IntermediárioCircuito Intermediário

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Os transistores operam como chaves

CH1

(+)

(-)

Link DC

T1T2T3

CH4

CH3

CH6

CH5

CH2

Etapa InversoraEtapa Inversora

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Transforma o nível de tensão CC do link em uma tensão alternada paraque a mesma seja aplicada ao motor.

Como é possível transformar uma tensão CC em tensão CA ?

CH1

CH4

T1

T1

CH1CH4aberta

fechada

+ Ud

- Ud

+ Ud

- Ud

Etapa InversoraEtapa Inversora

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Sistema de modulação PWM ( Pulse Width Modulation )

portadora

Senóide de referência

Tensão média de saída

Forma de onda da saída

ModulaçãoModulação

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sp

fnm

1

120

Escorregamento

Número de pólos

Freqüência

VelocidadeAssíncrona ou Mecânica

Equação da VelocidadeEquação da Velocidade

Mecânica (Rotórica)Mecânica (Rotórica)

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Controle Escalar Controle Vetorial

Equação de Conjugado do Motor

Corrente rotórica

2IkC me

Conjugado do motor

Fluxo magnético

Filosofias de ControleFilosofias de Controle

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f

Uk

m 1

2IkC me

O conjugado será constante se o produto entre o fluxo e acorrente rotórica for constante.

Podemos considerar que I2 seja praticamente constante. Assim devemos avaliar como se comporta o fluxo.

Kf

U

Controle EscalarControle Escalar

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Controle VetorialControle Vetorial• O controle vetorial é um método de controle, com

uma visão da máquina e dos seus modelos dinâmicos, que toma em consideração tanto a amplitude das grandezas como a sua fase, fazendo utilização de "vetores espaciais", cujas projeções são as variáveis trifásicas.

• Tradicionalmente o controle vetorial utiliza a estratégia de matrizes de transformação do sistema de 3 eixos para um sistema de 2 eixos (transformadas de Clark e Park). A estrutura de regulação (malha fechada) recebe assim duas constantes como referência: a componente do conjugado (sobre o eixo q) e a componente do fluxo (sobre o eixo d).

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TRANSF

TRANSF

Integrador

Valor estimado

Correntede

magnetização

Correntede

saída

Tensãode

saída

IqId

Id = corrente de excitação

Iq = corrente de conjugado

Controle VetorialControle Vetorial

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n

I

PWM

referência

regulador

regulador

regulador

Correntede

magnetização

Valor estimado

Valor estimado

Vetorial "Sensorless"Vetorial "Sensorless"

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"Encoder"

n

I

PWM

referência

regulador

regulador

regulador

Correntede

magnetização

Valor real

Vetorial com "Encoder"Vetorial com "Encoder"

Page 68: Inversores2

allenz NAI 68

INVERSORES-2002-2006

Inversores de FreqüênciaCaracterística

CorrenteContínua Escalar C / "Encoder"

Controle deVelocidade

SIM SIM SIM SIM

Controle deconjugado

SIM NÃO NÃO SIM

SincronismoComPrecisão

SIM NÃO NÃO SIM

"Sensorless"Vetorial

Comparativos entre TecnologiasComparativos entre Tecnologias

Page 69: Inversores2

allenz NAI 69

INVERSORES-2002-2006

Inversores de Freqüência

CaracterísticaCorrente

Contínua EscalarC/ "Encoder"

Precisão de

velocidade0,025 % 1 % 0,5 % 0,01 %

Faixa de

Variação de

Velocidade

1:100 1:10 1:20 1:100

conjugado de

Partida150 % 100 % 150 % 150 %

"Sensorless"

Vetorial

Comparativo entre TecnologiasComparativo entre Tecnologias

Page 70: Inversores2

allenz NAI 70

INVERSORES-2002-2006

Tipo de Inversor

Escalar VetorialSensorless

VetorialCom

Encoder

CP / CN 1,0 1,5 1,5

IP / IN 1,5 1,5 1,5Valores máximos válidos para tempos de aceleração menores que 60 s.

Características de PartidaCaracterísticas de Partida

Page 71: Inversores2

allenz NAI 71

INVERSORES-2002-2006

Rampa de freqüência; Frenagem reostática; Frenagem regenerativa; Frenagem por injeção de corrente contínua.

Sistemas normalmente aplicados :

O inversor deve fazer com que o motor desacelere a carga e pare após um determinado tempo

Características de FrenagemCaracterísticas de Frenagem

Page 72: Inversores2

allenz NAI 72

INVERSORES-2002-2006

t

f

Tempo da Rampa programável

Este sistema é eficiente para cargas de baixa até media inércia.

Rampa de FreqüênciaRampa de Freqüência

Page 73: Inversores2

allenz NAI 73

INVERSORES-2002-2006

Sobretensão

MOTOR

GERADOR

REDE

REDE

Para cargas com baixa inércia.

Para cargas com inércia mais elevada.

Rampa de FreqüênciaRampa de Freqüência

Page 74: Inversores2

allenz NAI 74

INVERSORES-2002-2006

Energia dissipada por efeito Joule

Módulo de frenagem

Resistor de frenagem

GERADORREDE

Não deve haver sobre-tensão no Link CC, para evitar que o inversor entre em bloqueio na execução da rampa.

Frenagem ReostáticaFrenagem Reostática

Page 75: Inversores2

allenz NAI 75

INVERSORES-2002-2006

Tipo fita (maior porte) ou fio (menor porte);

O valor Ôhmico dependerá do modelo do inversor (maiores correntes implica em menores valores ôhmicos); A potência de dissipação poderá ser definida através da seguinte relação :

PP Motorsistor 2,0

Re(valores em kW)

Resistor de FrenagemResistor de Frenagem

Page 76: Inversores2

allenz NAI 76

INVERSORES-2002-2006

MOTORREDE

GERADORREDE

Ponte regenerativa Ponte inversora

Frenagem RegenerativaFrenagem Regenerativa

Page 77: Inversores2

allenz NAI 77

INVERSORES-2002-2006

t

f

tCC

UCC

Injeção de C.C.

tmorto

Frenagem reostática

Freqüência mínima

Frenagem por Injeção CCFrenagem por Injeção CC

trampa

Page 78: Inversores2

allenz NAI 78

INVERSORES-2002-2006

Permite a alteração da curva U/f padrão ajustando a característica de tensão e freqüência em uma condição não convencional.

U/f AjustávelU/f Ajustável

Page 79: Inversores2

allenz NAI 79

INVERSORES-2002-2006

Permite escolher uma rampa linear ou “S” para a aceleração e desaceleração.

Rampa SRampa S

Page 80: Inversores2

allenz NAI 80

INVERSORES-2002-2006

Esta função permite que duas entradas digitais sejam programadas para acelerar e desacelerar o motor.

&

Acelera

Desacelera

Habilitação

Referência defreqüência

Potenciômetro eletrônico

Potenciômetro EletrônicoPotenciômetro Eletrônico

Page 81: Inversores2

allenz NAI 81

INVERSORES-2002-2006

Ajuste de velocidades pré-definidas, através de combinações de entradas digitais. Um CLP pode comandar as entradas digitais do Inversor.

DI´s

f1

f2

f3

f4

f5

f6

f7

f8

"Multispeed""Multispeed"

Page 82: Inversores2

allenz NAI 82

INVERSORES-2002-2006

Esta função permite que o motor execute uma seqüência pré-programada de velocidades, em tempos pré-definidos.

Ciclo AutomáticoCiclo Automático

Page 83: Inversores2

allenz NAI 83

INVERSORES-2002-2006

n

V

Referência develocidade

Corrente Ativada saída

velocidade

Compensação de EscorregamentoCompensação de Escorregamento

Page 84: Inversores2

allenz NAI 84

INVERSORES-2002-2006

VelocidadeMotor

Referêncian1 n2

BandaProibida

BandaProibida

Rejeição de FreqüênciasRejeição de FreqüênciasPermite que o Inversor rejeite freqüências indesejada como por exemplo freqüências que causam ressonância mecânica na máquina (vibração excessiva).

Page 85: Inversores2

allenz NAI 85

INVERSORES-2002-2006

Tensão no link DC

Pulsos de saída

Tensão de saída

Freqüência de saída

desabilitado

Tempo ajustável

tFalta < 2 s

““Ride ThroughRide Through””

Page 86: Inversores2

allenz NAI 86

INVERSORES-2002-2006

PROCESSO

REGULADORPID

(Inversor)

Referência

Realimentação

Velocidade

(Sinal padronizado)

Esta função permite controlar automaticamente através de açãoP.I.D , nível, pressão, vazão, temperatura, etc.

Regulador P.I.DRegulador P.I.D

Page 87: Inversores2

allenz NAI 87

INVERSORES-2002-2006

Esta função permite a regulação da velocidade do motor em malha fechada, através de realimentação por “encoder”.

PROCESSO

REGULADORPI

(Inversor)

Referência

Realimentação

Velocidade

("Encoder" incremental)

Regulador de VelocidadeRegulador de Velocidade

Page 88: Inversores2

allenz NAI 88

INVERSORES-2002-2006

Inversores de Freqüência

USA Canadá Europa

Linha de ProdutosLinha de Produtos

Page 89: Inversores2

allenz NAI 89

INVERSORES-2002-2006

Certificações Internacionais

Faixa de freqüência de saída 0...300 Hz

Ponte inversora a transistor IGBT

IHM remota para painéis (cabos de 1/2, 1, 2, 5, 7.5 ou 10 m)

Interface serial RS-232 ou RS-485

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 90: Inversores2

allenz NAI 90

INVERSORES-2002-2006

Padronização de programação

Produtos de nível internacional (exportação)

Compatibilidade eletromagnética “EMC”

Grau de proteção IP20 e NEMA 1 (CFW-09)

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 91: Inversores2

allenz NAI 91

INVERSORES-2002-2006

Rampa Linear e rampa tipo “S”

Frenagem CC

Compensação I x R manual e automática

Função de JOG

Curva U/F ajustável

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 92: Inversores2

allenz NAI 92

INVERSORES-2002-2006

Função “Multi-Speed” - 8 velocidades

Rejeição de freqüências críticas

“Ride-Through” (operação durante falhas

momentâneas da rede)

Compensação de escorregamento

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 93: Inversores2

allenz NAI 93

INVERSORES-2002-2006

µLINE Função “Flying Start” (partida com motor girando)

CFW-07 Frenagem Reostática incorporada

Regulador PID Superposto (Versão HVAC)

CFW-09 Função Flying Start (partida com motor girando)

Função Ride-Through (quedas momentâneas da rede)

H.M.I. com função COPY

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 94: Inversores2

allenz NAI 94

INVERSORES-2002-2006

CARACTERÍSTICAS µLINE CFW-07 CFW-09

Alimentação Monofásica (Vca)

Alimentação Trifásica (Vca)

Entradas digitais programáveis

Saídas digitais programáveis

Entradas analógicas programáveis

Saídas analógicas programáveis

Freqüência de chaveamento (kHz)

200-240 220-230 220-230

04 03

01 02

01 02

-- 01

2,5 / 5 10 2,5 / 5

200-240 380-480

220-230 380-480

06

03

02

02

220-230 380-480

1,25 / 2,5 / 5 / 10

Regulador de VelocidadeRegulador de Velocidade

Page 95: Inversores2

allenz NAI 95

INVERSORES-2002-2006

Inversor uLINE CFW-07

Tensão de Alimentação

Motor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

220 Vca

Monofásico

1,6

2,6

4,0

0,25

0,5

1,0

1,8

2,6

4,1

6,0

7,3

10

0,33

0,5

1,0

1,5

2,0

3,0

CFW-09

Motor (CV)

I Nom. do CFW (A)

6,0

7,0

10

1,5

2,0

3,0

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 96: Inversores2

allenz NAI 96

INVERSORES-2002-2006

Inversor uLINE CFW-07 CFW-09 Tensão de

AlimentaçãoMotor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

Motor (CV)

I Nom. do CFW (A)

220 Vca

Trifásico

7,0 2,0 10

16

3,0

5,0

67

101316242845547086

105130

1,52,03,04,06,07,510152025304050

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 97: Inversores2

allenz NAI 97

INVERSORES-2002-2006

Inversor uLINE CFW-07

Tensão de Alimentação

Motor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

380 Vca

Trifásico

1,0

1,6

2,6

4,0

0,25

0,5

1,0

2,0

2,6

4,1

6,5

9,3

13

16

1,0

2,0

3,0

5,0

7,5

10

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 98: Inversores2

allenz NAI 98

INVERSORES-2002-2006

Inversor CFW-09 Tensão de

AlimentaçãoMotor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

380 Vca

Trifásico

3,04,05,09,0131624303845

1,52,03,05,07,51015202530

607086

105142180240361450600

40506075

100125150270300400

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 99: Inversores2

allenz NAI 99

INVERSORES-2002-2006

Inversor uLINE CFW-07 Tensão de

AlimentaçãoMotor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

440 Vca

Trifásico

1,0

1,6

2,6

4,0

0,33

0,75

1,5

2,0

2,6

4,1

6,5

9,3

13

16

1,5

2,0

4,0

6,0

7,5

12,5

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 100: Inversores2

allenz NAI 100

INVERSORES-2002-2006

Inversor CFW-09 Tensão de

AlimentaçãoMotor (CV)

I Nom. do CFW (A)

I Nom. do CFW (A)

Motor (CV)

440 Vca

Trifásico

3,04,05,09,0131624303845

1,52,03,06,010

12,515202530

607086

105142180240361450600

40506075

100150200300350500

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 101: Inversores2

allenz NAI 101

INVERSORES-2002-2006

Curto-Circuito na saída (Fase-fase e fase-terra)

Sobrecarga no motor ( I x t )

Subtensão e sobretensão

Falta de fase na alimentação

Sobretemperatura na Potência

Erro de programação

Erro da comunicação Serial

ProteçõesProteções

Page 102: Inversores2

allenz NAI 102

INVERSORES-2002-2006

MDW-01

Controle Escalar

"Motordrive""Motordrive"

Page 103: Inversores2

allenz NAI 103

INVERSORES-2002-2006

O que é ?

O motordrive consiste de um motor de indução e um inversor de freqüência formando uma unidadeintegrada, compacta e robusta

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 104: Inversores2

allenz NAI 104

INVERSORES-2002-2006

Produto Inovador

Motor + Inversor

(unidade integrada do mesmo fabricante)

Rotação Nominal 1800 rpm (IV pólos) e

3600 rpm (II pólos)

Classe de isolação “F”

Carcaça de alumínio

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 105: Inversores2

allenz NAI 105

INVERSORES-2002-2006

Formas construtivas do motor:

B3T (com pés - padrão), B35T (com pés e flange FF-

especial) e B34T (com pés e flange C - especial)

Controle microprocessado

Modulação PWM senoidal

Interface homem-máquina remota (opcional -

composta por display e cabo de 2, 5 ou 10 m)

Mesmas características elétricas e proteções do

CFW-07

Características GeraisCaracterísticas Gerais

Page 106: Inversores2

allenz NAI 106

INVERSORES-2002-2006

2,0/3AC.380-480

3,0/3AC.380-480

5,0/3AC.380-480

2 / 380-480

3 / 380-480

5 / 380-480

Modelo MDW-01

Motor(CV / Vca)

Tensão de Alimentação

220 Vca

Monofásico

Carcaça

2,0/1AC.220-230 2 / 220 90 S/L

220 Vca

Trifásico

2,0/3AC.220-230

3,0/3AC.220-230

5,0/3AC.220-230

2 / 220

3 / 220

5 / 220

90S

90L

100L

380 Vca

Trifásico

90S

90L

100L

EspecificaçãoEspecificação

Page 107: Inversores2

allenz NAI 107

INVERSORES-2002-2006

Elevada compactação

Robustez elevada (Inversor IP55)

Custo reduzido da instalação elétrica

Eliminação de problemas entre motor e Inversor

Padronização de programação com uLINE, CFW-07,

CFW-09

Frenagem reostática incorporada (standard)

VantagensVantagens