Relatório sobre soft starter e inversor de frequência

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Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí - IFPI
Campus Picos
Curso: Ensino Médio Integrado ao Técnico em Eletrotécnica
	 Disciplinas: Comandos Elétricos e Eletrônica Industrial 
RELATÓRIO
Aluno:
Leidivan Da Luz Leal
Acionamento de maquinas elétricas a estado sólido
As principais chaves estáticas são as soft-starters e os inversores de frequência.
Soft-starters; São equipamentos de eletrônica de potência que consistem em elementos de comutação bidirecionais, compostas de pontes de tiristores (de quatro a seis tiristores SCR montados na configuração antiparalelo e acionados por uma placa de controle eletrônica) que atuam como chaves de partida estática, projetadas para regular a rampa de aceleração nas partidas de motores de indução trifásicos (motor de corrente alternada do tipo gaiola), a fim de controlar a corrente de partida da máquina, em substituição aos métodos estrela-triângulo , partida direta ou chave compensadora.
Os soft-starters atuam também na rampa de desaceleração, nas paradas da máquina e ainda na proteção elétrica do motor. Seu uso é comum em bombas centrífugas, ventiladores, e motores de elevada potência cuja aplicação não exija a variação de velocidade.
Funções: contribuem para a redução dos esforços sobre acoplamentos e dispositivos de transmissão durante as partidas e para o aumento da vida útil do motor e equipamentos mecânicos da máquina acionada, devido à eliminação de choques mecânicos. Também contribui para a economia de energia, sendo muito utilizada em sistemas de refrigeração e em bombeamento. 
Circuito de potência e de comando
No circuito de potência, a tensão da rede é controlada através de tiristores, que possibilitam a variação do ângulo de condução das tensões que alimentam o motor.
O cartão de controle G1 contém os circuitos responsáveis pelo comando, monitoração e proteção dos componentes de potência. Esse cartão possui também circuitos de comando e sinalização a serem utilizados pelo usuário de acordo com sua aplicação, como saídas à relé.
E para que a partida do motor ocorra de modo suave, o usuário deve ajustar a tensão inicial de modo que ele possa adquirir o menor valor possível suficiente para iniciar o movimento da carga. Sendo que a partir daí, a tensão subirá linearmente segundo um tempo também ajustado até atingir o seu valor nominal.
	
 Parâmetros das soft-starters
O parâmetro é introduzido ou definido como o objetivo de fazer a modificação ou ajustamento de um determinado comando. Em muitos casos, quando um parâmetro não é definido pelo utilizador, o programa escolhe um. 
Parâmetros de Leitura
Variáveis que podem ser visualizadas no display, mas não podem ser alteradas pelo usuário.
Descrição de alguns:
P71 - Versão de Software
P73 - Corrente do motor
P77 - Tensão de Saída
Parâmetros de Regulação
São os valores ajustáveis à serem utilizados pelas funções da Soft-Starter.
Descrição de alguns:
P01 - Tensão Inicial
P02 - Tempo da Rampa de Aceleração
P03 - Degrau de Tensão na Desaceleração
P04 - Tempo da rampa de desaceleração
Parâmetros de Configuração
Definem as características da Soft-Starter, as funções à serem executadas, bem como as funções das entradas/saídas
P43, P44, P46, P51... P57, P61, P62
Descrição do:
P43 - Relé By-Pass: Esta função quando habilitada permite a utilização da indicação de Tensão Plena, 
Parâmetros do Motor
Define características nominais do motor
P21, P25, P26 e P27
Alguns Parâmetros:
P21 - Corrente do motor
P25 - Classes térmicas
Tipos de instalação DO SOFT-STARTER
A instalação desse dispositivo eletrônico pode ocorrer de duas formas, conforme o tipo escolhido e características de funcionamento. 
LIGAÇÃO DIRETA
Essa forma de ligação é feita em série entre o equipamento (soft-starter) e a carga. A conexão pode variar, exigindo a instalação de contatores, fusíveis e relés de sobrecorrente, auxiliares na manutenção da segurança de um sistema com alta instabilidade.
LIGAÇÃO COM CONTATOR EM PARALELO (CONTATOR BY PASS)
 O uso do contator em paralelo serve para redução de perdas que ocorrem no soft-starter enquanto o motor a ele associado permanecer em funcionamento. Isso torna mais eficiente o dispositivo, evitando aumento no consumo de energia com sua utilização.
 
Referências:
http://www.joinville.udesc.br/portal/professores/fergutz/materiais/CHAVES_DE_PARTIDA_v7_17.pdf
https://sites.google.com/site/acionamentoseletricosutfpr/Partidas-de-Motores-de-Induo-Trifsicos/soft-starters/parametros
http://www.portaleletricista.com.br/chave-soft-starter/
Inversor de frequência: É um equipamento eletrônico que permite a variação da rotação de um motor trifásico através de mudança da frequência que ele fornece pôr seus contatos de saída. Fazendo isso é possível alterar com facilidade a velocidade que o motor irá rotacionar. O IF atua modificando a frequência na entrada do motor, caso ela seja maior, em consequência a rotação do motor será maior, e caso a frequência seja menor a velocidade também será menor, ou seja, são diretamente proporcionais.
Funções: Assim como o conversor CC o indutor de frequência regula a velocidade de um motor elétrico mantendo seu torque. A diferença está no tipo de motor utilizado, sendo que os IF foram desenvolvidos para trabalhar com motores CA.
Tipos de inversores:
Existem dois tipos de inversores de frequência, o escalar e o vetorial, a estrutura física dos dois é praticamente igual, sendo que a diferença está na maneira que ambos controlam o torque.
Inversor escalar: Tem como principal característica, a relação entre o valor eficaz da tensão e a sua frequência constante, ou seja, sempre que se altera um dos fatores o outro também é alterado de forma proporcional, afim de manter a relação Volts/Hertz sempre constante.
Tensão em relação a frequência;
Características:
- Menor custo se comparar ao inversor vetorial;
- É utilizado em aplicações onde não requer alta precisão no controle do torque e da velocidade;
- O controle é realizado em malha aberta, ou seja, sem leitura da velocidade através de sensor; 
- A precisão da velocidade é em função do escorregamento.
Inversor vetorial: Tem seu uso recomendado quando se há necessidade de ter performance dinâmica, com respostas rápidas e alta precisão de velocidade. Com esse controle, consegue-se trabalhar com torque preciso em uma extensa faixa de operação, em especial onde-se é necessário manter o torque com baixas frequências.
Os vetores de corrente para diferentes condições de carga;
- O atraso da corrente em relação a tensão aplicada será dado pelo ângulo φ.
O inversor vetorial pode ser dividido em dois tipos, em malha aberta (sensorless) e com realimentação.
Inversor Vetorial em malha aberta: Esse tipo de controle é mais simples do que o com realimentação, apresenta limitações quando há a necessidade de operar em baixas frequências (próxima de zero).
Características:
- Regulagem de velocidade de 0,1%;
- Torque de partida de 250%; 
- Torque máximo não continuo de 250%;
- Auto sintonia dos parâmetros de acordo com os parâmetros do motor.
Inversor Vetorial com Realimentação: Permite uma maior precisão principalmente em frequências próximas de zero.
Características:
- Elevada precisão na regulagem de velocidade;
 - Alta performance dinâmica;
 - Controle de torque linear em aplicações de posição ou de tração, como por exemplo pontes rolantes;
 - Operação com baixa velocidade sem oscilação de torque mesmo com alteração de carga;
Parâmetros:
 
 
 
 
Aplicações típicas dos inversores de frequência
- Sistemas de Bombeamento de fluídos;
- Turbo-Bombas
- Sistemas de Ventilação
- Ar-Condicionado (Sistemas de Chiller à Água)
Controle PWM (Modulação de largura de pulso) 
Essa técnica surgiu devido a necessidade de utilizar outras funções,além do liga e desliga, no controle de dispositivos. Assim como, controlar a velocidade de um motor elétrico CA. Sendo que, por meio dessa técnica é gerado sinais analógicos de um dispositivo digital como um microcontrolador.
-PWM em inversores de frequência: Atua no controle de motores elétricos com eficiência em frequências acima de 20-30 kHz. Esta eficiência é conseguida porque a corrente (indução) nos enrolamentos do motor não colapsa completamente durante o curto período de desativação do PWM e este colapso leva uma certa quantidade de tempo que depende das especificações do motor. Seguindo este conceito, controlar motores elétricos em altas frequências de PWM mantém a corrente de indução em todo o processo de operação do motor, resultando em eficiências elevadas.
Referências:
https://www.ebah.com.br/content/ABAAAAO2kAL/inversores-frequencia
http://www.clubedaeletronica.com.br/Automacao/PDF/Apoio%20004%20-%20Inversores%20de%20frequencia.pdf
Controle%20vetorial%20e%20escalar%20para%20motores%20de%20indução%20trifásicos.pdf
https://sidrasul.com.br/wp-content/uploads/2014/09/Guia-de-Aplica%C3%A7%C3%A3o-de-Inversores-de-Frequ%C3%AAncia-WEG-3%C2%AA-Edi%C3%A7%C3%A3o.pdf
https://www.citisystems.com.br/pwm/