1Habilitao Profissional Plena Tcnico em EletrnicaEletrnica Industrial 4 Ano

Apostila sobre Inversores de Frequncia IIIProf. Ariovaldo Ghirardello

INSTALAO DO INVERSOR

Feito essa pequeno estudo da estrutura funcional do inversor, vamos mostrar comoinstal-lo. A figura 1 mostra a configurao bsica de instalao de um inversor defrequncia.

Existe uma grande quantidade de fabricantes, e uma infinidade de aplicaesdiferentes para os inversores.

Portanto o esquema da figura 1 refere-se verso mais comum. Sensores e chavesextras, com certeza, sero encontrados em campo, mas a estrutura a mesma.

Os terminais identificados como: R, S, e T (ou Ll, L2, e L3), referem-se entrada trifsicada rede eltrica. Para pequenas potncias, comum encontrarmos inversores com a entradamonofsicos (porm a sada continua sendo trifsica).

Figura 1

2Para diferenciar a entrada da rede para a sada do motor, a sada (normalmente) vemindicada por: U, V e W.

Alm da potncia, temos os bornes de comando. Cada fabricante possui sua prpriaconfigurao, portanto, para saber "quem quem" temos de consultar o manual de respectivofabricante. De qualquer maneira, os principais bornes so as entradas (analgicas ou digitais),e as sadas (geralmente digitais).

OS "DEZ MANDAMENTOS" DA INSTALAO DO INVERSOR DEFREQUNCIA

1. Cuidado! No h inversor no mundo que resista ligao invertida de entrada da redeeltrica (trifsica ou monofsica), com a sada trifsica para o motor.

2. O aterramento eltrico deve estar bem conectado, tanto ao inversor como ao motor. Ovalor do aterramento nunca deve ser maior que 5 (norma IEC536), e isso pode serfacilmente comprovado com um terrmetro, antes da instalao.

3. Caso o inversor possua uma interface de comunicao( RS 232, ou RS 485) para o PC, otamanho do cabo deve ser o menor possvel.

4. Devemos evitar ao mximo, misturar (em um mesmo eletroduto ou canaleta), cabos depotncia (rede eltrica, ou sada para o motor) com cabos de comando (sinais analgicos,digitais, RS 232, etc...).

5. O inversor deve estar alojado prximo a orifcios de ventilao, ou, caso a potncia sejamuito alta, deve estar submetido a uma ventilao (ou exausto). Alguns inversores jpossuem um pequeno exaustor interno.

6. A rede eltrica deve ser confivel, isto , jamais ultrapassar variaes de +ou- 10% em suaamplitude.

7. Sempre que possvel, utilizar os cabos de comando devidamente blindados.8. Os equipamentos de controle (PLC, CNC, PC, etc...), que funcionarem em conjunto com o

inversor, devem possuir o "terra" em comum. Normalmente, esse terminal vem indicadopela referncia PE ( proteo eltrica), e sua cor amarela e verde (ou apenas verde ).

9. Utilizar sempre parafusos e arruelas adequadas para garantir uma boa fixao ao painel.Isso evitar vibraes mecnicas. Alm disso, muitos inversores utilizam o prprio painelem que so fixados como dissipador de calor. Uma fixao pobre, nesse caso, causar umaquecimento excessivo ( e possivelmente sua queima ).

10. Caso haja contatores e bobinas agregadas ao funcionamento do inversor, utilizar sempresupressores de rudos eltricos (circuitos RC para bobinas AC, e diodos para bobinas DC).

Essas precaues no visam apenas melhorar o funcionamento do inversor, mas evitar queele interfira em outros equipamentos ao seu redor O inversor de frequncia , infelizmente,um grande gerador de EMI ( interferncias eletromagnticas), e, caso no o instalarmos deacordo com as orientaes acima, poderemos prejudicar toda a mquina (ou sistema) ao seuredor. Basta dizer que, para um equipamento atender o mercado europeu, a certificao CE (Comunidade Europia ) exige que a emisso eletromagntica chegue a niveis baixissimos(norma IEC 22G - WG4 (CV) 21).

3PARAMETRIZAO

Para que o inversor funcione a contento, no basta instal-lo corretamente. preciso"informar" a ele em que condies de trabalho ir operar. Essa tarefa justamente aparametrizao do inversor. Quanto maior o nmero de recursos que o inversor oferece, tantomaior ser o nmero de parmetros disponveis. Existem inversores com tal nvel desofisticao, que o nmero de parmetros ultrapassa a marca dos 900!

Obviamente, por enquanto, veremos apenas os principais, e para facilitar nosso estudofuturo, utilizaremos os endereos particularidades do inversor SIMOVERT MICROMASTERdo fabricante SIEMENS, porm um mesmo parmetro, com certeza, muda de endereo defabricante para fabricante.

O inversor de frequncia MICROMASTER tem as mesmas funes dos demaisfabricantes (Yaskawa, ABB, WEG, Allen Bladley, etc...). Isso no dever dificultar o trabalhocom inversores de outras marcas e modelos, pois basta associarmos com os indicados pelomanual do fabricante especifico.

Como fao para acessar os parmetros e parametrizar um inversor?Normalmente devemos seguir os seguintes passos:

1 passoAcionamos a tecla P e as setas ou at acharmos o parmetro desejado.2 passoAgora aciona-se P novamente, e o valor mostrado no display ser o valor do parmetro, e nomais a ordem em que ele est.

3 passoAcionamos as teclas ou at acharmos o valor desejado ao parmetro.4 passoBasta acionar P novamente, e o novo parmetro estar programado.

Observao: Cerca de 90% dos inversores comerciais funcionam com essa lgica.

E quais so os principais parmetros de um inversor?

Parmetro P009: Liberao de alterao de parmetros Ajuste = 0 : somente os parmetros P001 a P009 podem ser alterados. Ajuste = 1 : os parmetros P001 a P009 podem ser alterados e todos os demais podem ser

somente lidos. Ajuste = 2 : todos os parmetros podem ser alterados porm P009 retorna altomaticamente

a 0 na prxima vez que o inversor for desenergizado. Ajuste = 3 : todos os parmetros podem ser alterados indefinidamente.

Esse parmetro uma proteo contra "curiosos". Para impedir que algum,inadvertidamente, altere algum parmetro da mquina, utiliza-se um ajuste especfico comoproteo.

4Parmetro P084: Tenso nominal do motor.

Esse parmetro existe na maioria dos inversores comerciais, 1embrando que nonecessariamente como P084, e serve para informarmos ao inversor qual a tenso nominalem que o motor ir operar. Suponha que o motor tenha tenso nominal 220VCA.

Parmetro P083: Corrente nominal do motor.

Esse parmetro determina o valor de corrente que ser utilizado nos clculos que serofeitos pelo inversor, como por exemplo para proteg-lo de sobrecargas.

Parmetro P003: Frequncia mnima de sada.

Esse parmetro determina a velocidade mnima do motor. Pode variar de 0,0Hz a650Hz, porm deve ser sempre menor que a frequncia mxima.

Parmetro P013: Frequncia mxima de sada .

Esse parmetro determina a velocidade mxima do motor. Pode variar de 0,0Hz a650Hz, porm deve ser sempre maior que a frequncia mnima.

Parmetro P031: Frequncia de JOG.

JOG (impulso) um recurso que faz o motor girar com velocidade bem baixa. Issofacilita o posicionamento de peas antes da mquina funcionar em seu regime normal. Porexemplo :

Encaixar o papel em uma bobinadeira, antes do papel ser bobinado efetivamente.

Parmetro P002: Tempo de partida (rampa de acelerao).

Esse parmetro indica em quanto tempo deseja-se que o motor chegue a velocidadeprogramada, estando ele parado. Pode variar de 0 a 650 segundos. Voc pode pensar :"Quanto mais rpido melhor". Mas, caso o motor esteja conectado mecanicamente a cargaspesadas ( Ex: placas de tornos com peas grandes, guindastes, etc...), uma partida muitorpida poder desarmar" disjuntores de proteo do sistema. Isso ocorre, pois o pico decorrente, necessrio para vencer a inrcia do motor, ser muito alto. Portanto, esse parmetrodeve respeitar a massa da carga, e o limite de corrente do inversor. Veja a figura abaixo:

5 Parmetro P003: Tempo de parada (rampa de desacelerao).

O inversor pode produzir uma parada gradativa do motor. Essa facilidade pode serparametrizada variando de 0 a 650 segundos, e, como a anterior, deve levar em considerao amassa (inrcia) da carga acoplada. Veja a figura seguinte:

Parmetro P006: Tipo de referncia de entrada.

Ajuste = 0 a entrada significativa digital. Ajuste = 1 a entrada significativa analgica. Ajuste = 2 a velocidade fixada dependendo da programao das entradas binrias (P051

a P055).Esse parmetro diz ao inversor como vamos controlar a velocidade do motor. Caso esteja

em 1 , a velocida de ser proporcional a tenso analgica de entrada. A entrada digital serignorada. Caso o parmetro esteja em 0, a velocidade ser controlada por um sinal digital (naentrada digital), e o sinal analgico no mais influenciar.

Parmetro P076: Frequncia de chaveamento PWM.

Esse parmetro determina a frequncia de PWM do inversor. Para este modelo, amesma pode ser 2KHz, 4KHz, 8KHz ou 16KHz.

Para evitarmos perdas no motor, e interferncias eletromagnticas (EMI), quantomenor essa frequncia, melhor.

O nico inconveniente de parametrizarmos o PWM com frequncias baixas (2 ou 4kHz) a gerao de rudos sonoros, isto , a mquina fica mais barulhenta. Portanto,devemos fazer uma "anlise crtica" das condies gerais do ambiente de trabalho, antes deoptarmos pelo melhor PWM.

Como dito anteriormente, existe uma infinidade de parmetros nos inversores. Nestaapostila, foram mostrados apenas os 10 principais, que j sero suficientes para "colocar pararodar" qualquer mquina.

Para parametrizar um inversor diferente do estudado, basta consultar o manual dofabricante, e fazer uma analogia com essa apostila.

Na prxima apostila, veremos os demais parmetros que afetam o funcionamento deum inversor de frequncia.

6DIMENSIONAMENTO

Como posso saber: qual o modelo, tipo, e potncia do inversor para a minha aplicao? Bem, vamos responder a essa pergunta em trs etapas:

Capacidade do inversor:Para definirmos o tamanho do inversor temos de saber qual a corrente do motor (e

qual carga) ele acionar. Normalmente se escolhe um inversor com uma capacidade decorrente igual ou um pouco superior corrente nominal do motor. A tenso, tanto do inversorquanto do motor deve ser igual a da rede de alimentao.

Tipo de inversor:A maioria dos inversores utilizados so do tipo escalar. S utilizamos o tipo vetorial

em duas ocasies: extrema preciso de rotao, torque elevado para rotao baixa ou zero (ex:guindaste, pontes rolantes , elevadores , etc...).

Modelo e fabricante :Para escolher o modelo, basta consultarmos os catlogos dos fabricantes, e procurar

um que atenda as seguintes caractersticas mnimas necessrias:Quanto ao fabricante, o preo e qualidade desejada deve determinar a escolha.

Apenas como referncia ao leitor os mais encontrados na indstria so:Siemens, Weg, Yaskawa, Allen Bradley e ABB.