INVERSORES DE FREQUÊNCIA

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UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ
DISCIPLINA: AUTOMATIZAÇÃO DE SISTEMAS MECÂNICOS
PROFESSOR: LEONARDO SANTOS AZEVEDO
PARAMETRIZAÇÃO COM
INVERSORES DE FREQUÊNCIA
GRUPO:
ANDRÉ PACHECO DA FONTE
DANILO FERNANDES SILVA
MARCIO SCHIAVINATO
OSWALDO ARAGÃO
VANIA EVELYN BARBARETO DE OLIVEIRA
LEONARDO H. B. MENDES
RIO DE JANEIRO
2º Sem/2014
Inversor de Frequência
DESCRIÇÃO DO FUNCIONAMENTO
Atualmente, a necessidade de aumento de produção e diminuição de custos, se fez dentro deste cenário surgir a automação, ainda em fase inicial no Brasil, com isto uma grande infinidade de equipamentos foram desenvolvidos para as mais diversas variedades de aplicações e setores industriais, um dos equipamentos mais utilizados nestes processos conjuntamente com o CLP é o Inversor de Freqüência, um equipamento versátil e dinâmico,vamos expor agora o princípio básico do inversor de freqüência. 
Um inversor de frequência é um dispositivo capaz de gerar uma tensão e freqüência trifásicas ajustáveis, com a finalidade de controlar a velocidade de um motor de indução trifásico. A figura abaixo mostra resumidamente o diagrama em blocos de um inversor de freqüência escalar:
SEÇÃO RETIFICADORA 
Os seis diodos retificadores situados no circuito de entrada do inversor, retificam a tensão trifásica da rede de entrada (L1, L2 e L3). A tensão DC resultante é filtrada pelo capacitor C e utilizada como entrada para a Seção Inversora. 
SEÇÃO INVERSORA
Na seção inversora, a tensão retificada DC é novamente convertida em Trifásica AC. Os transistores chaveiam várias vezes por ciclo, gerando um trem de pulsos com largura variável senoidalmente (PWM). Esta saída de tensão pulsada, sendo aplicada em um motor (carga indutiva), irá gerar uma forma de onda de corrente bem próxima da senoidal através do enrolamento do motor. 
BLOCOS DO INVERSOR 
	
1º bloco - CPU
A CPU (unidade central de processamento) de um inversor de freqüência pode ser formada por um micro processador ou por um micro controlador (PLC). Isso depende apenas do fabricante. De qualquer forma, é nesse bloco que todas as informações (parâmetros e dados do sistema) estão armazenadas, visto que também uma memória está integrada a esse conjunto. A CPU não apenas armazena os dados e parâmetros relativos ao equipamentos, como também executa a função mais vital para o funcionamento do inversor: Geração dos pulsos de disparo, através de uma lógica de controle coerente, para os IGBT’s.
	
2º Bloco - IHM
O segundo bloco é o 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). 
	
3ºBloco - 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. Essa tensão se situa entre 0 á 10 Vcc. A velocidade de rotação (RPM) será proporcional ao seu valor, por exemplo: 
1 Vcc = 1000 RPM, 2Vcc = 2000 RPM.
Para inverter o sentido de rotação basta inverter a polaridade do sinal analógico (de 0 á 10 Vcc sentido horário, e –10 á 0 Vcc sentido anti-horário). Esse é sistema mais utilizados em maquinas-ferramenta automá-ticas, sendo que a tensão analógica de controle é proveniente do controle numérico computadorizado (CNC). 
Além da interface analógica, o inversor possui entradas digitais. Através de um parâmetro de programação, podemos selecionar qual entrada é válida (Analógica ou digital).
	
4º Bloco – Etapa de potência
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)
INSTALAÇÃO DO INVERSOR
Existe uma grande quantidade de fabricantes. No experimento se utilizou de um inversor WEG CFW 10 e são utilizados em uma infinidade de aplicações diferentes. Os terminais identificados como: R, S, e T (ou Ll, L2, e L3), referem-se à entrada trifásica da rede elétrica. Para pequenas potências, é comum encontrarmos inversores com a entrada monofásicos (porém a saída continua sendo trifásica). Para diferenciar a entrada da rede para a saída do motor, a saída (normalmente) vem indicada por: U, V e W.
Além da potência, temos os bornes de comando. Cada fabricante possui sua própria configuração, portanto, para saber "quem é quem" temos de consultar o manual de respectivo fabricante. De qualquer maneira, os principais bornes são as entradas (analógicas ou digitais), e as saídas (geralmente digitais).
PARAMETRIZAÇÃO 
Para que o inversor funcione a contento, não basta instalá-lo corretamente. É preciso "informar" a ele em que condições de trabalho irá operar. Essa tarefa é justamente a parametrização do inversor. Quanto maior o número de recursos que o inversor oferece, tanto maior será o número de parâmetros disponíveis. Existem inversores com tal nível de sofisticação, que o número de parâmetros ultrapassa a marca dos 900!
OBJETIVO DO EXPERIMENTO
Parametrização básica para operação com comandos via IHM (Interface Homem Máquina) utilizando a estratégia de controle escalar. As imagens dos procedimentos serão apresentadas ao final da sistematização de configuração do Inversor.
1o PASSO – configurar os enrolamentos de estator do motor de indução para ligação em triângulo (para alimentação em 220 v).
2o PASSO – conectar a alimentação do motor à saída do inversor.
3o PASSO – conectar a entrada do inversor à rede elétrica trifásica de 380v, 60 hz o inversor será energizado aparecendo a palavra RDY no visor da IHM (ready = pronto para uso).
‘
4o PASSO – desbloquear o inversor para a alteração de valores dos parâmetros.
Quando o inversor é desenergizado, ocorre o bloqueio para a alteração de parâmetros, ou seja, o inversor retém os últimos valores ajustados antes da desenergização não permitindo a alteração dos mesmos. Para alterar os valores dos parâmetros é necessário desbloquear o inversor através do parâmetro P000. O desbloqueio é obtido pela configuração do VALOR 5 no parâmetro P000.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. APERTAR NA TECLA PROG.
2. ACESSAR O PARÂMETRO P000 ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
3. APERTAR NOVAMENTE NA TECLA PROG. APERECERA O NÚMERO 0 NO VISOR. ALTERAR O VALOR DO PARÂMETRO PARA 5 ATRAVÉS DA TECLA ▲. 
4. PRECIONAR NOVAMENTE A TECLA PROG PARA GRAVAR O VALOR SELECIONADO. APARECERÁ P000 NO VISOR.
5o PASSO – definição da faixa de frequências de operação (faixa de velocidades de operação do motor). A frequência mínima é definida no parâmetro 133 e a frequência máxima no parâmetro 134. Considerando uma faixa de operação entre uma velocidade bem pequena, próxima de zero, e uma velocidade de aproximadamente 1,5 vezes a velocidade nominal, a frequência mínima deverá ser ajustada em 5 Hz e a frequência máxima em 90 Hz.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P133 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ NO VISOR O VALOR QUE ESTAVA
REGISTRADO ANTERIORMENTE.
3. ALTERAR, SE NECESSÁRIO, PARA O VALOR DE 5 Hz ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
4. APERTAR NA TECLA PROG PARA GRAVAR O VALOR SELECIONADO.
5. ACESSAR O PARÂMETRO P134 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
6. REPETIR OS PROCEDIMENTOS PARA A SELEÇÃO DO VALOR CORRES-PONDENTE A FREQUÊNCIA MÁXIMA DE 90 Hz.
6o PASSO – definição da tensão máxima de saída do inversor. A tensão máxima de saída do inversor pode ser ajustada entre 0 e 100% do valor da tensão da rede, através do parâmetro p142. a rede de entrada é de 380V. O motor deverá ser alimentado em 220V. desta forma, a máxima tensão de saída do inversor deverá ser ajustada em 58% do valor da tensão da rede (220/380 → 100%).
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1.ACESSAR O PARÂMETRO P142 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2.APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR QUE ESTAVA GRAVADO.
3.ALTERAR, SE NECESSÁRIO,PARA O VALOR 58 ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA
TECLA ▼. 
4.PARA GRAVAR O VALOR AJUSTADO, APERTAR NA TECLA PROG.
7o PASSO – definição da frequência de início de enfraquecimento de campo. Na região de enfraquecimento de campo a velocidade do motor é alterada pela variação da frequência com a tensão mantida constante. Geralmente, realiza-se o enfraquecimento de campo para o acionamento em velocidades acima da velocidade nominal. Deste modo, o usual é definir-se a frequência de início de enfraquecimento de campo como a frequência nominal do motor.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P145 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR ANTERIOR.
3. CASO NECESSÁRIO, AJUSTAR O VALOR PARA 60 Hz (FREQUÊNCIA NOMINAL DO MOTOR) ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
4. APERTAR NA TECLA PROG PARA GRAVAR O VALOR SELECIONADO. 
8o PASSO – definição da corrente de sobrecarga. Define-se como corrente de sobrecarga a máxima corrente que será permitida na saída do inversor em regime contínuo de funcionamento. correntes de saída acima deste valor provocam o desligamento do inversor. O tempo de desligamento é regido por uma curva corrente versus tempo semelhante aquelas de dispositivos de proteção como, por exemplo, relés de sobrecarga. Quanto mais severa for a sobrecarga, mais rapidamente o inversor será desligado. este parâmetro não atua em sobrecargas transitórias de curta duração, como é o caso das partidas. Usualmente, a corrente de sobrecarga é ajustada num valor 20% superior ao valor da corrente nominal do motor que será acionado.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P156 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR DE AJUSTE GRAVADO.
3. AJUSTAR O VALOR DO PARÂMETRO EM 2,28A, EQUIVALENTE A UMA SOBRE-CARGA DE 20% NO VALOR DA CORRENTE NOMINAL DO MOTOR (1,9x1,2 = 2,28).
4. GRAVAR O VALOR AJUSTADO APERTANDO NA TECLA PROG.
9o PASSO – definição da máxima corrente de saída do inversor. A máxima corrente de saída serve como um limitador no valor da corrente de saída do inversor. este parâmentro não atua no sentido de desligar o inversor. Ele promove a saturação da corrente de saída no valor ajustado. Usualmente, este parâmetro atua como uma limitação na corrente de partida do motor. Um ajuste bastante comum é o valor de duas vezes o valor da corrente nominal do motor.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P169 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2. APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR QUE ESTAVA GRAVADO, CORRESPONDENTE AO ÚLTIMO VALOR AJUSTADO.
3. AJUSTAR O VALOR DESEJADO DE 3,8A, EQUIVALENTE A DUAS VEZES O VALOR DA CORENTE NOMINAL DO MOTOR.
4. APERTAR A TECLA PROG PARA GRAVAR ESTE VALOR.
10o PASSO – definição da referência de velocidade – operação com uma velocidade. A referência de velocidade, neste caso, é constituída por um intervalo de aceleração, um intervalo de operação com velocidade constante e um intervalo de desaceleração. Três parâmetros devem ser configurados: o tempo de aceleração, o tempo de desaceleração e a frequência correspondente a velocidade de operação.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P100, QUE DEFINE O TEMPO DE ACELERAÇÃO, ATRAVÉS DA TECLA ▼.
2. APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR ARMAZENADO NA MEMÓRIA.
3. ALTERAR PARA O VALOR ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
4. APERTAR NA TECLA PROG PARA GRAVAR ESTE VALOR.
5. ACESSAR O PARÂMETRO P101, ATRAVÉS DA TECLA ▲, PARA DEFINIR O VALOR DO TEMPO DE DESACELERAÇÃO.
6. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR QUE ESTAVA NA MEMÓRIA.
7. ALTERAR O VALOR PARA AQUELE DESEJADO ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
8.APERTAR NA TECLA PROG PARA ARMAZENAR O VALOR NA MEMÓRIA.
9.ACESSAR O PARÂMETRO P121, ATRAVÉS DA TECLA ▲, PARA DEFINIR O VALOR DA FREQUÊNCIA CORRESPONDENTE A VELOCIDADE DE OPERAÇÃO DESEJADA.
10.APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ NO VISOR O VALOR ARMAZENADO
NA MEMÓRIA.
11.AJUSTE O VALOR DESEJADO ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼.
12.APERTAR NA TECLA PROG PARA GRAVAR O VALOR AJUSTADO.
11o PASSO – seleção da fonte. Serve para definir se a operação será considerada como local ou remota. Verificar as configurações possíveis no manual de operações.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P220 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2. APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ A CONFIGURAÇÃO ARMAZENADA NA
MEMÓRIA.
3. ALTERAR A CONFIGURAÇÃO DO PARÂMETRO, CASO SEJA NECESSÁRIO, PARA O VALOR DESEJADO. NESTE EXERCÍCIO SERÁ CONFIGURADA A SITUAÇÃO DE OPERAÇÃO SEMPRE LOCAL, CORRESPONDENTE AO VALOR 0 (ZERO).
4. APERTAR NA TECLA PROG PARA REGISTRAR O VALOR SELECIONADO.
12o PASSO – seleção da referência de velocidade. Neste passo é feita a seleção do modo como a referência de velocidade vai ser fornecida. se através das teclas da IHM, se através de entrada analógica ou se a operação será com mais de uma velocidade, com o uso de entradas digitais. para detalhes das possibilidades de configuração, consultar o manual.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1.UMA VEZ QUE FOI SELECIONADO O MODO DE OPERAÇÃO LOCAL, ACESSAR O PARÂMETRO P221 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2.APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR DO PARÂMETRO CONFIGURADO ANTERIORMENTE E ARMAZENADO NA MEMÓRIA.
3.ALTERAR O VALOR DO PARÂMETRO, CASO NECESSÁRIO, PARA O DESEJADO ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼. NESTE EXERCÍCIO, VAMOS SELECIONAR O VALOR 0 (ZERO), CONFIGURANDO QUE A REFERÊNCIA DA VELOCIDADE SERÁ FORNECIDA ATRAVÉS DAS TECLAS DA IHM.
4.APERTAR NA TECLA PROG PARA ARMAZENAR A CONFIGURAÇÃO SELECIONADA.
13o PASSO – seleção da fonte de comandos. Serve para definir a origem dos comandos, ou seja, se virão das teclas ou se virão dos bornes.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1.COMO ANTERIORMENTE FOI SELECIONADO O MODO DE OPERAÇÃO LOCAL, ACESSAR O PARÂMETRO P229 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2.APERTAR EM PROG. APARECERÁ, COMO SEMPRE, O VALOR REGISTRADO ANTERIORMENTE.
3.ALTERE O VALOR PARA AQUELE CORRESPONDENTE A CONFIGURAÇÃO DESEJADA, CASO NECESSÁRIO, ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼. 
4. APERTAR A TECLA PROG PARA REGISTRAR A SELEÇÃO FEITA.
14o PASSO – seleção do sentido de giro. Serve para definir se a operação será sempre no sentido horário, sempre no sentido anti-horário ou se a definição do sentido de giro será feita através de comandos. para maiores detalhes, consultar o manual.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P231 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
2.APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ A CONFIGURAÇÃO GRAVADA.
3.ALTERAR A CONFIGURAÇÃO, CASO NECESSÁRIO, ATRAVÉS DA TECLA ▲
OU DA TECLA ▼ ESTA CONFIGURAÇÃO CORRESPONDE A SELEÇÃO DO SENTIDO DE GIRO POR COMANDOS.
4. APERTAR NA TECLA PROG PARA ARMAZENAR A SELEÇÃO FEITA.
15o PASSO – seleção do tipo de controle. O inversor CFW08 permite a operação com a estratégia de controle escalar e com a estratégia de controle vetorial. maiores detalhes são encontrados no manual de operação.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. ACESSAR O PARÂMETRO P202 ATRAVÉS DA TECLA ▼.
2. APERTAR A TECLA PROG. APARECERÁ NO VISOR O VALOR ARMAZENADO
PARA O PARÂMETRO.
3. ALTERAR O VALOR, CASO NECESSÁRIO, ATRAVÉS DA TECLA ▲ OU DA TECLA ▼. 
4. APERTAR A TECLA PROG PARA O ARMAZENAMENTO DO VALOR SELECIONADO.
16o PASSO – leitura da frequência de saída do inversor. A leitura da frequência de saída do inversor é realizada através do parâmetro P005.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1.ACESSAR O PARÂMETRO P005 ATRAVÉS DA TECLA ▼.
2. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ O VALOR ZERO, POIS O INVERSOR AINDA NÃO ESTÁ EM OPERAÇÃO.
17o PASSO – colocar o inversor em operação. Esta operação fará com que o inversor opere, alimentando o motor, de acordo com a parametrização realizada anteriormente.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1.APERTAR A TECLA VERDE. O INVERSOR SERÁ LIGADO REALIZANDO A OPREÇÃO DO MOTOR CONFORME A PARAMETRIZAÇÃO EXECUTADA.
2. OBSERVAR A LEITURA DA FREQUÊNCIA NO VISOR DA IHM. ELA AUMENTARÁ CONFORME A TEMPO PROGRAMADO PARA A ACELERAÇÃO, ESTABILIZANDO NO VALOR DE 45 Hz, PROGRAMADO COMO VALOR CORRESPONDENTE A VELOCIDADE DE OPERAÇÃO DO MOTOR.
3. ATRAVÉS DA TECLA ▲, ALTERAR O VALOR DA FREQUÊNCIA DE SAÍDA DO INVERSOR PARA90 Hz. OBSERVAR QUE É POSSÍVEL ALTERAR A REFERÊNCIA DA FREQUÊNCIA DE SAÍDA PELO PARÂMETRO P005.
4. APERTAR A TECLA CORRESPONDENTE AO SENTIDO DE GIRO. OCORRERÁ A ALTERAÇÃO DA COR DO INDICADOR LUMINOSO NA IHM E O MOTOR IRÁ DESACELERAR E, APÓS, ACELERAR NO SENTIDO INVERSO, ESTABILIZANDO NA MESMA VELOCIDADE QUE TINHA QUANDO GIRAVA NO OUTRO SENTIDO.
18o PASSO – leitura da corrente de saída do inversor. A leitura da corrente da saída do inversor é visualizada através do parâmetro P003.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. APERTAR NA TECLA PROG.
2. ACESSAR O PARÂMETRO P003 ATRAVÉS DA TECLA ▼.
3. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ A LEITURA DA CORRENTE DE SAÍDA DO INVERSOR, QUE É A MESMA CORRENTE ABSORVIDA PELO MOTOR, POR FASE.
19o PASSO – leitura da tensão de saída do inversor. Esta informação pode ser acessada através do parâmetro P007.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. APERTAR NA TECLA PROG.
2. ACESSAR O PARÂMETRO P007 ATRAVÉS DA TECLA ▲.
3. APERTAR NA TECLA PROG. APARECERÁ A LEITURA DO VALOR DA TENSÃO DE SAÍDA DO INVERSOR, QUE É ATENSÃO DE ALIMENTAÇÃO DO MOTOR, DE LINHA.
20o PASSO – desligar o inversor.
PROCEDIMENTO PRÁTICO: 
1. APERTAR NA TECLA VERMELHA. O MOTOR SERÁ DESACELERADO, CONFORME O TEMPO DE DESACELERAÇÃO PROGRAMADO.
IMAGENS DOS PROCEDIMENTOS ANTERIORMENTE DESCRITOS: