O conversor de frequência, também conhecido como inversor de velocidade variável, inversor CA, inversor de frequência variável de tensão variável ou inversor de frequência variável, é um dispositivo de troca eletrônica de potência que converte a potência CA nominal fixa da rede elétrica em tensão variável e potência de frequência adequada para regulação de velocidade do motor CA.
Princípio de funcionamento
O circuito principal de um conversor de frequência normalmente consiste em três partes principais: retificação, filtragem e inversão, realizando a conversão de energia AC-DC-AC.
Processo de retificação (AC-DC)
A energia CA de entrada é retificada em energia CC pulsante por uma ponte retificadora de diodo.
Processo de filtragem DC
A energia CC entra no circuito intermediário CC e é filtrada por capacitores e indutores de suavização para obter uma tensão CC relativamente estável. Esta etapa também armazena alguma energia para lidar com as mudanças de carga durante a operação do motor.
Processo de Inversão (DC-AC)
A energia CC estável é convertida em energia CA por IGBTs sob o controle de um microprocessador.
Métodos de controle motor
Ao conseguir a regulação da velocidade de um motor, devem ser tomadas as medidas necessárias para garantir que a velocidade e o torque do motor atendam aos requisitos do equipamento.
Controle V/F
Controla diretamente a tensão e frequência de saída; o desempenho não é alto, mas é insensível aos parâmetros do motor e adequado para aplicações de regulação de velocidade onde não é necessária alta precisão.
Controle vetorial (VC)
Desacopla a corrente em corrente de excitação e corrente de torque, permitindo um controle mais preciso da saída do motor e melhor adaptação a diferentes condições de carga, adequado para aplicações de ponta. A desvantagem é a sua sensibilidade aos parâmetros do motor; em aplicações práticas, a ligação do fluxo do rotor pode ser difícil de observar devido a vários motivos, levando a uma diferença significativa entre os resultados reais e teóricos.
Controle Direto de Torque (DTC)
Controla diretamente a corrente do estator, simplificando os cálculos matemáticos. É relativamente menos sensível aos parâmetros do motor e ao controle vetorial, mas pode produzir pulsações de torque e de ligação de fluxo.
O controle V/F, o controle vetorial e o DTC têm suas vantagens e desvantagens. Em aplicações práticas, o método de controle apropriado deve ser selecionado com base em fatores como características do motor, saída necessária e condições de carga.
Concluindo, o conversor de frequência consegue um controle de velocidade suave e eficiente de motores CA através de três estágios principais: retificação, filtragem e inversão, utilizando controle VF e controle VD. Compreender os princípios do inversor de frequência variável e dos métodos de controle do motor é crucial para selecionar e combinar com precisão diferentes cargas e aproveitar totalmente o desempenho do equipamento.