Acionamento 04 conversor_de_frequencia

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    05-Jun-2015

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  • 1. 2/2/20091CONVERSORES DEFREQUNCIAConvertem tenso c.c. para c.a.simtrica de amplitude e frequnciadesejadasA forma de onda dos inversores no senoidalIntroduo a inversores

2. 2/2/20092Acionamento de M. I. com velocidadevarivelAquecimento indutivoSistema de energia ininterruptaReatores eletrnicosAlgumas aplicaes dos inversoresOs inversores podem ser monofsicosou trifsicosAs chaves semicondutoras precisamter disparo e bloqueio controladosCaractersticas dos inversores 3. 2/2/20093VsQ1Q4Q3Q2a bvabvs- vstiI- ItInversor monofsicoInversor com carga R LVsQ1Q4Q3Q2a bvabvs- vstiI- It 4. 2/2/20094Variar a frequncia de acordo com asada desejadaPermitir o ajuste de tenso para manterfluxo constanteFornecer a corrente nominal emqualquer frequnciaInversores para acionamentosDevem satisfazer os seguintes requisitos:Os conversores de frequncia usuaisso alimentados por um retificador nocontroladoMdulo de entrada de umconversor de frequnciaRede +VdMOTOR 5. 2/2/20095Limitao da corrente de inrushOs capacitores so carregados viaresistor; o rel fecha aps algunssegundos para operao normalCPWM Pulse Width ModulationO PWM controla a frequncia e ovalor eficaz da tenso de sadaInversor a PWM senoidalTenso de entrada Tenso de sada 6. 2/2/20096Circuito esquemtico doConversor a PWM Circuito UnifilarCircuito esquemtico doConversor a PWM Circuito Trifilar 7. 2/2/20097Tenso Gerada pelo InversorInversor a Fonte de Tenso (VSI)Modulao por Largura de PulsoSenoidal (SPWM)Funo de chaveamentoCom a correnteretificada o blocoinversor ir gerar umaCA sintticaIsto feito comutando aCC utilizando amodulao PWMCom isto possvelvariar a frequncia e atenso entregues aomotor 8. 2/2/20098O nmero de pulsos dependeda frequncia de chaveamentotempoVdc-VdcTenso PWM de sada Embora a tenso seja umasequncia de pulsos, a corrente quase senoidalFormas de Onda Reais 9. 2/2/20099A forma de onda da corrente nomotor quase senoidal devido caracterstica indutiva do motorDevido s perdas adicionais recomendado que a potncianominal do motor seja superior potncia necessria para acionar acargaDesclassificao do motor A forma de onda da corrente na redecontm harmnicas A figura representa a forma de onda napresena de um retificador monofsicocom filtro capacitivoCorrente na redeVsis is1wt1 10. 2/2/200910 A figura representa a forma de ondana presena de um retificador trifsicocom filtro capacitivo com pouca cargaCorrente na rede A figura representa a forma de onda dacorrente em um conversor de frequnciatrifsico com carga.Corrente na rede 11. 2/2/200911O fator de potncia visto pela rede diferente do fator de potncia domotorO fator de deslocamento aproximadamente unitrioO fator de potncia baixo devido sharmnicasEfeito na rede de alimentaoHarmnicas na rede dealimentaoTenso dealimentaoOrdemharmnicaImpednciade entrada2 %Impednciade entrada4 %1 100 % 100 %3 83 % 76 %5 57 % 41 %7 29 % 14 %9 11 % 6 %11 8 % 6 %220 VMonofsico13 6 % 3 %1 100 % 100 %5 56 % 39 %7 31 % 15 %11 7 % 7 %220 VTrifsico13 6 % 3 % 12. 2/2/200912Problemas nas aplicaes deinversores Harmnicas na rede Aquecimento adicional no motor Picos de tenso no motor Rudos audveis Interferncia eletromagnticaFrenagem em inversores Durante a frenagem, o fluxo de potnciapassa a fluir do motor para o inversor O sentido da corrente no elo c.c. seinverte Frenagem dissipativa Frenagem regenerativa 13. 2/2/200913 A energia cintica dissipada emuma resistnciaFrenagem dissipativaINVERSORRMOTORREDEV+ A energia cintica regenerada naforma de energia eltrica para a redeFrenagem regenerativaINVERSOR MOTORREDEV+ 14. 2/2/200914Ponte retificadora controladaem configurao antiparalelaPermite regenerao de energiaRedede60 HzRedede60 HzINVERSORDE FREQ. A deciso de se empregar afrenagem regenerativa ou afrenagem dissipativa est na relaocusto adicional do equipamentoversus custo da energia dissipada O ciclo de trabalho e a potncia doacionamento so fatores decisivosTipo de frenagem 15. 2/2/200915Controle sem malha develocidade A rotao pode ser controlada semuma malha de realimentao develocidade Com a variao do torque na carga,o escorregamento varia, produzindouma variao na rotao Motor: Potncia Nominal Tenso Nominal Corrente Nominal Rede: Tenso Nominal Capacidade de curto Requisitos quanto a Harmnicas FiltroDados necessrios paraespecificar um inversor 16. 2/2/200916 Aplicao: Tipo do processo Distncia inversor - motor Faixa de velocidade de operao Requisitos de exatido Torque nominal Torque de partidaContinuao O modo de controle de velocidadeescalar se baseia na utilizao dasvariveis de controle: Tenso [V] eFreqncia [f]; um modo de controle simples ebastante usado.Controle Escalar 17. 2/2/200917Controle Escalar60fNVmotorf30460VCurva V/fprogramvelOperao c/Boost deTenso0 No modo de controle escalar no possvel efetuar um controle detorque adequado; No necessrio conhecer osparmetros do motor pois o seumodelo matemtico no usado.Controle Escalar 18. 2/2/200918 Utilizado, principalmente, no acionamentode bombas e ventiladores. Para estas cargas possvel reduzir as perdas no motorutilizando a opo V/f quadrtica, o queresulta em economia de energia; Tambm utilizado quando mais de ummotor acionado por um inversor(aplicao multimotores).Controle Escalar No modo vetorial a operao otimizada para o motor em uso,obtendo-se um melhor desempenhoem termos de torque e regulao develocidade; Os parmetros do motor sonecessrios para o uso das equaesdinmicas.Controle Vetorial 19. 2/2/200919Controle VetorialO controle vetorial separa as duascomponentes da corrente do estator (Is):uma que fornece o fluxo no entreferro ( Im) eoutra que produz o torque(Ir).Fornece controle independente do fluxo edo torque.Existe uma analogia com o motor c.c. emque a corrente de campo e a corrente dearmadura so controladas como variveisindependentes.MODELO DO MOTOR CC 20. 2/2/200920Modelo em Regime Permanentedo Motor de InduoControle VetorialControle vetorial normal possuimalha fechada com transdutor deposio;Controle vetorial sensorless possuimalha aberta e, portanto, semtransdutor de posio;Existem dois tipos de controlevetorial: 21. 2/2/200921Controle VetorialNo controle vetorial normal o trabalhocomputacional grande, maspode ser realizado por um DSP;O controle vetorial sensorless mais pobre do que o controle pormalha fechada, mas ainda possuimelhor desempenho de respostase comparado a qualquer sistemav/f.Comparativo entreTecnologiasCARACTERSTICA Motor c.c.comTacmetroConversor de FrequnciaEscalar VetorialSensorless EncoderPreciso develocidade0,025 % 1 % 0,5 % 0,01 %Torque emvelocidade zeroSIM NO NO SIMControle de torque Alto Baixo Mdio Alto