PWM Pulse Width Modulation

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Na técnica de modulação por largura de pulso (PWM – Pulse Width Modulation), dois parâmetros fundamentais merecem destaque: a frequência fundamental e a frequência portadora. A frequência fundamental corresponde à onda senoidal que se deseja reproduzir na saída do inversor, ou seja, a tensão alternada responsável por alimentar o motor. Já a frequência portadora refere-se à onda triangular (ou dente de serra) gerada pelo circuito de controle, que serve como base para a modulação dos pulsos. Ao comparar a onda de referência senoidal com a portadora, o sistema gera pulsos que, ao serem aplicados ao motor, resultam em uma forma de onda de saída aproximada da senoidal. Isso permite um acionamento mais eficiente, com redução de perdas, menor geração de harmônicos e maior controle sobre o desempenho da máquina.
Quando tratamos do controle escalar, estamos lidando com uma abordagem tradicional e amplamente utilizada no controle de motores de indução. Essa técnica ajusta simultaneamente a tensão e a frequência de alimentação do motor, mantendo constante a razão entre elas (relação V/f). Por sua simplicidade e baixo custo, é ideal para aplicações em que não se exige alta precisão ou resposta rápida, como em ventiladores industriais, bombas e sistemas de transporte. No entanto, sua principal limitação está na baixa performance dinâmica, especialmente em situações de variação de carga ou operação em baixas velocidades, onde a precisão e a estabilidade do torque são comprometidas.
Em contrapartida, o controle vetorial, também conhecido como controle orientado por campo (FOC – Field Oriented Control), representa um avanço significativo. Ele permite controlar de forma independente o fluxo magnético e o torque do motor, o que proporciona um comportamento dinâmico muito mais próximo ao de motores de corrente contínua. Essa técnica utiliza transformações matemáticas (como Clarke e Park) para converter sinais trifásicos em variáveis ortogonais, facilitando o controle em tempo real. O controle vetorial se divide em duas categorias principais:
· Controle vetorial de malha aberta: opera com base em estimativas matemáticas do comportamento do motor, sem utilizar sensores físicos. É mais simples e econômico, mas menos preciso;
· Controle vetorial de malha fechada: utiliza sensores para medir diretamente variáveis como a posição e a velocidade do rotor, proporcionando um controle extremamente preciso e responsivo, mesmo em condições variáveis de carga.
Diante da constante evolução tecnológica e da crescente exigência por eficiência energética, produtividade e precisão nos processos industriais, o domínio dessas técnicas tornou-se indispensável. A aplicação da PWM, combinada com estratégias de controle bem definidas, proporciona soluções modernas, robustas e adaptadas aos desafios da Indústria 4.0.
Portanto, compreender as diferenças entre frequência fundamental e portadora no contexto da modulação PWM, bem como as vantagens e limitações dos controles escalar e vetorial, é essencial para engenheiros, técnicos e profissionais da área elétrica. Mais do que um conhecimento técnico, trata-se de um diferencial estratégico que conecta a teoria à prática e impulsiona a inovação nos sistemas de acionamento elétrico. A eletrônica de potência, nesse cenário, deixa de ser apenas um campo de estudo e se consolida como um dos pilares da automação industrial moderna.