eletrônica potência aula inversores

ELETRNICA INDUSTRIAL Eng. Joo Paulo Bazo 1

INVERSORES Os inversores so circuitos estticos

que convertem potncia DC em potncia AC com a frequncia e tenso ou corrente de sada desejada. A tenso de sada tem a forma de onda peridica, que apesar de no ser senoidal, pode com uma boa aproximao, chegar a ser considerada como tal.


INVERSORES

O circuito bsico gera uma alimentao de potncia DC. Esse circutio tambm conhecido como inversor em H-Ponte.

INVERSOR BSICO


INVERSORES

A combinao das 2 chaves, fornece quatro estados possveis.

INVERSOR BSICO


INVERSORES

A combinao das 2 chaves, fornece quatro estados possveis.

INVERSOR BSICO

0

-E

0

+E

Tenso de Sada

+

-

-

+

S1

-1

+4

-2

+3

S2ESTADO


INVERSORES

O Inversor de Fonte de Tenso (VSI) o mais empregado. Nele a tenso da fonte de entrada DC essencialmente constante e independe da corrente puxada pela carga.

INVERSORES DE FONTE DE TENSO(VSIs)


INVERSORES

A entrada DC pode ser: Uma Bateria; Sada de um retificador controlado.

INVERSORES DE FONTE DE TENSO(VSIs)


INVERSORESINVERSORES DE FONTE DE TENSO(VSIs)

Um capacitor de alto valor colocado em paralelo com a entrada de linha DC para o inversor. Ele garante que eventos de chaveamento no alterar de modo significativo a tenso DC.


INVERSORESINVERSORES DE FONTE DE TENSO(VSIs) VSI em Meia-Ponte

O Inversor em meia-ponte a base dos circuitos inversores.

O VSI em meia-ponte utiliza 2 chaves e duas fontes de alimentao DC. Os diodos D1 e D2 so de retorno.



O circuito a seguir mostra a forma de tenso para uma carga resistiva.



Ao controlar T, podemos dominar a frequncia na sada do inversor.


INVERSORESINVERSORES DE FONTE DE TENSO(VSIs) VSI em Ponte Completa

Um VSI em ponte completa pode ser montado com 2 VSIs em meia-ponte.

So necessrios 4 chaves e 4 diodos de retorno.

As chaves S1 e S4 ou S2 e S3 para o estado ligado em um semiciclo.



DESL.

LIG.

DESL.

LIG.

S4

LIG.

DESL.

LIG.

DESL.

S2

0

-E

0

+E

Tenso de Sada

DESL.

LIG.

DESL.

LIG.

S1

DESL.1

LIG.4

LIG.2

DESL.3

S3ESTADO


INVERSORES

Trs mtodos mais utilizados: Modulao por largura de pulso simples; Modulao por largura de pulso multipla; Modulao por largura de pulso senoidal.

MODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)


INVERSORES

Neste mtodo de controle de tenso, a forma de onda da tenso de sada consiste em um nico pulso a cada semiciclo da tenso de sada requerida.

Obtm-se o controle da tenso com a variao de fase de S3 e de S4 em relao a S1 e S2.

MODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso simples


INVERSORESMODULAO POR LARGURA DE PULSOModulao por largura de pulso simples


INVERSORESMODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso simples


INVERSORES

A tenso de sada pode ser ajustada, de ser mximo (0) a zero (180), ou com o adiantamento de uma fase, ou com o retardo, da passagem para o estado desligado.

MODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso simples


INVERSORES

Em vez de reduzir a largura de pulso para controlar a tenso, a sada do inversor pode ser rapidamente chaveada para os estados LIGADO e DESLIGADO, por diversas vezes durante seu semiciclo.

MODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso mltipla


INVERSORESMODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso mltipla


INVERSORESMODULAO POR LARGURA DE PULSO (PWM)Modulao por largura de pulso senoidal

(SPWM)

A tenso de sada controlada pela variao dos perodos nos estados LIGADO e DESLIGADO, de modo que os perodos LIGADOS (largura de pulso) sejam mais longos no pico da onda.



(SPWM)


INVERSORESINVERSORES MODULADOS POR LARGURA DE

PULSO (PWM) Inversores Monofsicos Ponte Completa



PULSO (PWM)Inversores Monofsicos Ponte Completa



PULSO (PWM) Inversores Monofsicos Ponte Completa

+ELIG.DESL.DESL.LIG.0LIG.DESL.LIG.DESL.

DESL.

DESL.DESL.LIG.Q4

DESL.

LIG.DESL.DESL.

Q2

0

-E0

+EVo

LIG.

DESL.LIG.LIG.Q1

DESL.

LIG.

LIG.LIG.

Q3


INVERSORES

Tenso alternadaTenso alternada Tenso retificadaTenso retificada Tenso contTenso contnua no link ccnua no link cc Tenso alternadaTenso alternada

Retificador padro (6 Pulsos)Retificador padro (6 Pulsos)

FUSFUSVEISVEIS

-- FusFusveis retardados veis retardados ou disjuntor so recomendados ou disjuntor so recomendados para proteger a instalapara proteger a instalao. o. Opcionalmente, fusOpcionalmente, fusveis ultra veis ultra rrpidos podem tambpidos podem tambm ser m ser utilizados para a proteutilizados para a proteo do o do inversorinversor

INVERSORES

33ELETRNICA INDUSTRIAL Eng. Joo Paulo Bazo

SECCIONADORA OU CONTATORSECCIONADORA OU CONTATOR

-- UtilizaUtiliza--se chave seccionadora, se chave seccionadora, por razes de seguranpor razes de segurana, para permitir a a, para permitir a desenergizadesenergizao do inversor em situao do inversor em situaes es de manutende manuteno. Contator o. Contator recomendado recomendado quando o equipamento necessita de quando o equipamento necessita de dispositivos para desligamento de dispositivos para desligamento de emergnciaemergncia

INVERSORES


REATNCIA DE REDEREATNCIA DE REDE

-- RecomendaRecomenda--se o se o uso de reatncias em redes uso de reatncias em redes de baixa impedncia.de baixa impedncia.

INVERSORES


FILTRO EMCFILTRO EMC

-- NecessNecessrio somente em rio somente em instalainstalaes que devem atender a es que devem atender a normas de compatibilidade normas de compatibilidade eletromagneletromagntica ( EMC ).tica ( EMC ).

INVERSORES


REATNCIA DE SAREATNCIA DE SADADA

-- UtilizaUtilizao recomendo recomendvel vel quando a distncia entre o inversor quando a distncia entre o inversor de freqde freqncia e o motor ncia e o motor grande.grande.

INVERSORES


CABLAGEM DE SACABLAGEM DE SADA DO DA DO INVERSOR DE FREQINVERSOR DE FREQNCIANCIA

-- A fiaA fiao que liga o o que liga o inversor de freqinversor de freqncia ao ncia ao motor deve ficar isolada dos motor deve ficar isolada dos demais circuitos eldemais circuitos eltricos.tricos.


INVERSORES

FIAFIAES DE CONTROLE E ES DE CONTROLE E INTERFACE HOMEM MINTERFACE HOMEM MQUINA (IHM) QUINA (IHM)

-- As fiaAs fiaes de controle e para es de controle e para IHM remotas sempre devero ser IHM remotas sempre devero ser instaladas em um duto metinstaladas em um duto metlico exclusivo lico exclusivo (separado dos demais circuitos) e (separado dos demais circuitos) e aterrado. O cruzamento com cabos de aterrado. O cruzamento com cabos de potncia tambpotncia tambm devero atender a um m devero atender a um ngulo de 90 graus.ngulo de 90 graus.

INVERSORES


CORRECORREO DE FATOR DE POTNCIAO DE FATOR DE POTNCIA

-- A correA correo do fator de potncia o do fator de potncia deverdever ocorrer o mais procorrer o mais prximo possximo possvel do vel do transformador, podendo ser feita da forma transformador, podendo ser feita da forma usual, quando os inversores estiverem usual, quando os inversores estiverem instalados com reatncias de rede e a soma instalados com reatncias de rede e a soma das cargas no senoidais do transformador das cargas no senoidais do transformador ou alimentador, no ultrapassarem 25 % do ou alimentador, no ultrapassarem 25 % do total das cargas. Quando as cargas no total das cargas. Quando as cargas no senoidais do transformador ou alimentador senoidais do transformador ou alimentador ultrapassarem 25 %, a correultrapassarem 25 %, a correo do fator de o do fator de potncia requer cuidados adicionais, potncia requer cuidados adicionais, necessitando a instalanecessitando a instalao de filtros para o de filtros para harmnicas junto ao banco de capacitores, harmnicas junto ao banco de capacitores, de forma a garantir a integridade da de forma a garantir a integridade da instalainstalao.o.

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