Projeto de pesquisa de eletronca industrial

Projeto de pesquisa de eletronca industrial

(Parte 1 de 2)

16

FACULDADE METROPOLITANA DE CAMACARI FAMEC

CURSO ENGENHARIA DE AUTOMACAO E CONTROLE

Caio Missola

Josemir Rocha

Octavio Neto

Iuri fernando

PROJETO DE PESQUISA

Inversor de Freqüência

Camaçari – BA

2011

FACULDADE METROPOLITANA DE CAMACARI FAMEC

CURSO ENGENHARIA DE AUTOMACAO E CONTROLE

Caio Missola

Josemir Rocha

Octavio Neto

Iuri fernando

Este Projeto de Pesquisa atende as exigências da Disciplina Eletrônica de industrial requisito parcial para aprovação no Curso de Engenharia de Automação e Controle da Faculdade Metropolitana FAMEC.

Orientador: Ricardo Alves

Camaçari – BA

2011

SUMÁRIO

1. INTRODUCAO 04

2. DELIMITACAO DO TEMA 05

3. TIPO DE INVERSOR 06

5. FUNCIONAMENTO 07

6. COMPONENTES DO INVERSOR 08

7. RELATORIO DA PRATICA 09

REFERENCIAS 16

1. INTRODUCAO

Buscando atender as necessidades da comunidade industrial em relação ao aumento da produção e as reduções do custo foram desenvolvidos diversos equipamentos de controle entre eles esta o inversor de freqüência.

Os sistemas anteriores utilizavam dos motores CC para facilitar o controle de velocidade, hoje utilizamos os motores AC de indução graça os inversores de freqüência com o avanço da eletrônica e da microeletrônica por meio do microprocessador tem auxiliado muito no acionamento das maquinas que tem motores AC, com isso foi permitido a implementação de sofisticado equipamento de controle. Esse projeto pesquisa tenta mostra através desse relatório o funcionamento desse magnífico equipamento o inversor de freqüência .

2. DELIMITACAO DO TEMA

Com o desenvolvimento da eletrônica de potencia foi possível o avanço do inversor de freqüência, como dispositivo de estado sólido, inicialmente com tiristores e hoje estamos na fase dos transistores, mais especificamente IGBT, onde sua denominação é transistor bipolar de porta isolada. Os Ciclos conversores antecederam de certa forma os atuais inversores de freqüência, eles eram utilizados para converter 60HZ da rede em uma freqüência mais baixa, era uma conversão CA-CA, já os inversores de freqüência utilizam a conversão CA-CC e por fim em CA novamente.

Esta por sua vez é dividida em três partes, sendo a primeira para o tipo de retificação, a segunda para o tipo de controle do circuito intermediário e a terceira para a saída

Os inversores de freqüência podem ser classificados como escalar e vetorial. Como a maiorias das aplicações necessitam apenas de variação de velocidade e partidas suaves, sendo atendida plenamente com o uso de inversores com tecnologia Escalar ou V/F. Algumas aplicações entretanto, como elevadores, guinchos, bobinadeiras e máquinas operatrizes necessitam além da variação de velocidade o controle de torque, operações em baixíssimas rotações e alta velocidade de resposta, sendo atendidas por inversores com tecnologia Vetorial.

3. TIPOS DE INVERSORES DE FREQUÊNCIA

· Inversor Escalar

Os inversores de freqüência escalares baseiam-se em equações de regime permanente lógica de controle utilizada é a manutenção da relação V/F constante por isso apresentam um desempenho dinâmico limitado e usualmente. São empregados em tarefas simples, como o controle da partida e da parada e a manutenção da velocidade em um valor constante (regulação).

Inversor Vetorial

Os inversores Vetoriais podem ser divididos em duas categorias: aqueles que utilizam a realimentação física da velocidade, obtida de dispositivos transdutores, e aqueles que não empregam a realimentação física da velocidade, fazendo uso de estimadores de velocidade. A realimentação ou "Feedback", permite "enxergar" o movimento do eixo do motor possibilitando controlar a velocidade e o torque com alta precisão mesmo em velocidades muito pequenas, próximas de zero.

A realimentação da velocidade é realizada utilizando um gerador de pulsos, conhecido com "Encoder". Alguns equipamentos permitem a utilização dos dois modos, sendo necessária uma placa opcional para a operação de malha fechada. A operação sem a realimentação da velocidade é também conhecida como"Sensorless". Nesse caso, o algoritmo de controle torna-se mais complexo, pois o inversor deve calcular através de artifícios matemáticos a velocidade do motor. A operação sem realimentação possui desempenho inferior à operação com realimentação.

Os Inversores Vetoriais necessitam da programação de todos os parâmetros do motor como, resistências elétricas, indutâncias, correntes nominais do rotor e estator, dados esses normalmente não encontrados com facilidade. Para facilitar o set-up, alguns inversores dispõem de sistemas de ajustes automáticos também conhecidos como "Auto-tunning", não sendo necessário a pesquisa de dados sobre o motor.

2. FUNCIONAMENTO

O inversor de freqüência ele é ligado na rede elétrica, que pode ser monofásica ou trifásica, e em sua saída há uma carga que necessita de uma freqüência diferente daquela da rede para realizar o controle. Para tanto, o inversor tem como primeiro tarefa um circuito retificador, responsável por transformar a tensão alternada em contínua.

A segundo tarefa é a transformação de uma tensão CC para uma tensão CA (conversor), e com a freqüência desejada pela carga. Na rede de entrada a freqüência é fixa (60 Hz) no caso do Brasil e a tensão é transformada pelo retificador de entrada em contínua pulsada (retificação de onda completa).

O Capacitor (filtro) transforma-a em tensão contínua pura. Esta tensão contínua é conectada ciclicamente aos terminais de saída pelos dispositivos semicondutores do inversor, transistores ou tiristores, que funcionam como chaves estáticas.

O controle desses dispositivos semicondutores é feito pelo circuito de comando, de modo a obter um sistema de tensão pulsada, cujas freqüências é fundamental esta em defasadas de 120°. A tensão é escolhida de modo que a relação tensão/freqüência seja constante, com isso podemos varia a velocidade do motor.

Com a variedade de inversor de freqüência que existe já podemos varia a freqüência de 0 ~ 400 HZ tanto no escalar como no vetorial.

7. Componentes do inversor

CPU- A CPU (unidade central de processamento) de um inversor de

freqüência pode ser formada por um micro processador ou por um micro

controlador isso depende apenas do fabricante. De qualquer forma, as informações (parâmetros e dados do sistema) são armazenadas, visto que também uma memória está integrada a esse conjunto. Geração dos pulsos de disparo, através de uma lógica de controle coerente, para

os IGBT’s.

IHM (interface Homem máquina). É através desse dispositivo que podemos visualizar o que está ocorrendo no inversor (display), e parametrizá-lo de acordo com a aplicação (teclas).

Interfaces a maioria dos inversores pode ser comandada através de dois tipos de sinais: Analógicos ou digitais. Normalmente, quando queremos controlar a velocidade de rotação de um motor AC no inversor, utilizamos uma tensão analógica de comando.

Além da interface analógica, o inversor possui entradas digitais. Através de um parâmetro de programação, podemos selecionar qual entrada é válida (Analógica ou digital).

A etapa de potência é constituída por um circuito retificador, que alimenta ( através de um circuito intermediário chamado “barramento DC”), o circuito de saída inversor (módulo IGBT).

7. Relatório da aula pratica

O objetivo desse relatório é relatar a aula pratica da matéria de eletrônica de potencia ministrada pelo professor Ricardo Alves, esse relatório mostrar como foi realizado o processo de teste e ligação do inversor de freqüência.

Podemos observar durante a abertura do inversor na bancada como é mostrada na figura abaixo, que o inversor possui duas placas de eletrônica separada. Sendo a primeira de controle e a segunda de comando elas são separada para evitar interferências magnéticas como também auxiliar na dissipação do calor e facilitar a manutenção do inversor de freqüência.

A placa de controle onde se localiza os componentes eletrônicos mais sensíveis a interferência e a danos causados pelo excesso de temperatura, a tensão que circula dessa placa é na ordem de continua (DC). Na placa de comando podemos observa a existência de um dissipador de calor bastante grande em comparação ou tamanho do inversor sinal que o calor é uma variável que influencia muito no funcionamento dos equipamentos eletrônicos como também do inversor de freqüência.

Na placa de comando a tensão de trabalho é (AC). Após uma breve explicação sobre o funcionamento de alguns equipamentos eletrônico foi dada iniciou ao trabalho de pesquisa sobre o datasheet de cada componente sendo uma equipe responsável em procura a parte de controle e a outra em procurar a placa de comando.

Durante o trabalho de pesquisa encontramos o datasheet dos componentes e aprendemos a identificar os valores Maximo de tensão como também a corrente de fuga, a corrente de nominal, a curva característica de cada componente eletrônico como e mostrado na figura a seguir:

Datasheet de um tiristor scr 302762_DS

(Parte 1 de 2)

Comentários