Controle vetorial e escalar para motores de indução trifásicos

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CONTROLE VETORIAL E ESCALAR PARA MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS 
Alexandre Baratella Lugli, Fábio Martins Araújo , Giovanni Henrique F.Floriano, João Paulo da Silva , Joao 
Paulo Henriques, Romulo Mota Volpato, e Yvo Marcelo Chiaradia Masselli 
 
 
Abstract - The control of three phase induction motors by 
means of frequency inverters can be used in several 
applications. In this article, a comparison between two 
these controls: scalar control and sensorless vector control. 
Will also be presented, compared and analyzed the results 
of the implementation of sensorless vector control to 
replace a control system climb a real load handling. 
Keywords - Frequency Inverters, motors, control vector, 
scalar control. 
Resumo - O controle do motor de indução trifásico 
através de inversor frequência pode ser utilizado em 
diversos tipos de aplicações. Neste artigo será apresentado 
um comparativo entre dois desses controles: o controle 
escalar e o controle vetorial sensorless. Serão também 
apresentados, comparados e analisados os resultados da 
aplicação de controle vetorial sensorless em substituição a 
um sistema de controle escalar numa carga real de 
comportamento dinâmico. 
Palavras chave – Inversores de Frequência, motores, 
controle vetorial, controle escalar. 
 
I. INTRODUÇÃO 
 
Algumas cargas necessitam de acionamentos que permitam 
um controle de velocidade preciso e eficiente. Por décadas os 
Motores de Corrente Continua (MCC) foram aplicados nesses 
casos, apesar de apresentarem um alto custo de aquisição e 
manutenção. 
O grande avanço da eletrônica de potência tornou viável a 
aplicação de técnicas de controle de velocidade em Motores de 
Indução Trifásicos (MIT) através da variação da frequência, e 
do valor eficaz da tensão estatórica aplicada no MIT por um 
Inversor de Frequência. Essa técnica proporciona um controle 
preciso e eficiente da rotação do MIT. O aumento das 
aplicações alavancou o desenvolvimento de novas técnicas de 
controle e o aprimoramento das técnicas já existentes de modo 
a obter controles com respostas rápidas e de alta precisão. 
Dentre essas técnicas temos o controle escalar, o controle 
vetorial sensorless e o controle vetorial com realimentação. 
Nesse artigo apresentamos uma comparação do controle de 
velocidade via inversor de frequência no modo escalar com o 
do modo vetorial sensorless, buscando estabelecer qual deles 
proporciona maior eficiência energética e melhor resposta às 
variações do comportamento da carga.
 
 
Artigo apresentado no II Seminário de Automação Industrial e Sistemas 
Eletro-Eletrônicos – SAISEE (ISSN 2319-0280), ocorrido em 04 de Março de 
2015 na cidade de Santa Rita do Sapucaí-MG 
II. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO (MIT) 
 
Os motores de indução trifásicos apresentam vantagens em 
relação aos motores de corrente continua, dentre as quais: 
- menor custo de aquisição; 
- melhor rendimento; 
- O menor aquecimento; 
- menor custo de manutenção devido a maior simplicidade e 
menor quantidade de componentes; 
- menor tamanho e volume que o motor de corrente continua 
(MCC) com a mesma potência. 
[1]
 
No que se refere ao controle de velocidade, os motores de 
indução trifásicos, através da alimentação via inversores de 
frequência, possui menor consumo, produz menos harmônicos 
e tem maior quantidade de recursos, permitindo operar a 
máquina de diversas maneiras. 
[1]
 
[4]
 
Os motores de indução trifásicos possuem construção 
simplificada, onde se destacam duas partes principais: o estator 
e o rotor. O estator é parte fixa do motor, é composto de chapas 
ferromagnéticas empilhadas e isoladas eletricamente entre si. 
As bobinas ou enrolamentos, são ligadas no estator, e recebem 
a tensão trifásica da rede elétrica, produzindo um campo 
magnético girante com velocidade dependente da frequência da 
rede e do número de par de polos do MIT, denominada 
velocidade síncrona, conforme indicado na equação (1). 
[1]
 
 
 
𝑛1 = 
60.𝑓
𝑝
 
Onde: 
 
n1 é a velocidade síncrona [rpm]; 
f é a frequência da tensão estórica [Hz]. 
p é o número de par de polos. 1 
 
Outra parte importante é o rotor, que possui um núcleo 
ferromagnético onde se localiza um enrolamento ou um 
conjunto de condutores paralelos. O rotor fica imerso no campo 
girante produzido pelas correntes que circulam nas bobinas do 
estator e seus condutores paralelos são cortados pelas linhas de 
força desse campo. Essa interação induz uma diferença de 
potencial e consequentemente uma corrente induzida que 
produz um torque eletromagnético que faz com que o rotor 
gire. 
[1]
 
A Figura 1 mostra a composição de um motor onde pode-se 
destacar o rotor e o estator. 
 
 
(1) 
 
 
 
Figura 1- Motor de Indução trifásico [1] 
 
A. Escorregamento do motor de indução trifásico 
 
O escorregamento é a diferença entre a velocidade síncrona e 
a velocidade do rotor. 
[2]
 
Quanto maior a carga a ser acionada pelo motor, maior terá 
que ser o seu conjugado, para isso a diferença de velocidade 
entre o campo girante e o rotor terá que ser maior para que as 
correntes induzidas e o campo magnético produzido sejam 
maiores. Na proporção que a carga aumenta, temos a 
diminuição da rotação do motor. 
[1]
 
Quando o motor está vazio, ou seja, sem carga acoplada em 
seu eixo, o rotor gira com velocidade próxima da velocidade 
síncrona. 
[1]
 
A equação (2) apresenta o cálculo do escorregamento em 
porcentagem. 
 
𝑠 = 
𝑛1 − 𝑛
𝑛1
𝑥 100% 
 
(2) 
Onde: 
 
s é o escorregamento; 
n1 é a velocidade síncrona; 
n é a velocidade do rotor. 
 
B. Variação da velocidade de rotação do motor 
 
A variação de números de rotações de um MIT para uma 
determinada carga pode ser obtida atuando-se nos seguintes 
fatores: 
 
 Frequência de rede; 
 Número de par de polos; 
 Valor eficaz da tensão estatórica; 
 Resistência rotórica (rotor bobinado). 
Tendo em vista que a frequência da rede é constante e que o 
número de par de polos de cada motor ser invariável, com 
exceção dos motores Dahlander, a maneira mais simples e 
eficiente que temos atualmente para variarmos a velocidade dos 
motores de indução trifásicos é através do controle do valor 
eficaz ou da frequência da tensão estatórica. Para tanto pode-se 
utilizar dispositivos eletrônicos de acionamento, tais como os 
inversores de frequência. 
 
III. INVERSOR DE FREQUÊNCIA 
 
Inversores de frequência são dispositivos destinados ao 
controle e variação da velocidade de motores, são utilizados em 
indústrias de diversos segmentos, pois além da facilidade de 
aplicação, possuem flexibilidade de controle de velocidade sem 
grande perda de torque do motor, aceleração suave através de 
programação, frenagem direta no motor sem a necessidade de 
freios mecânicos, além de diversas formas de controle. 
[1]
 
Seu funcionamento está baseado no recebimento da tensão 
da rede elétrica e processamento dessa tensão através dos 
seguintes blocos: 
 
 Retificador: formado por ponte de diodo ou SCR´s, é o 
bloco responsável pela retificação da tensão, transformando a 
tensão alternada da rede em tensão continua; 
 Link CC (filtro): responsável pela regulação da tensão 
retificada e armazenamento através de bancos de capacitores; 
 Inversor: formado por transistores IGBT, é 
responsável pela inversão da tensão continua em um sinal 
alternado com tensão e frequência variáveis.
 [3]
 
 
Na Figura 2 pode-se verificar esses blocos. 
 
 
Figura 2 – Diagrama em blocos do inversor. [2]A. Variação da velocidade de rotação através de 
inversores de frequência 
 
Os inversores de frequência transformam a tensão da rede 
que possui amplitude e frequência constante, em uma tensão 
com amplitudes e frequências variáveis. De acordo com a 
equação (1), quando varia-se a frequência da tensão de 
alimentação do motor, varia-se também a velocidade do campo 
girante no estator, e consequentemente varia-se a velocidade de 
rotação do rotor. 
[3]
 
Afirma-se, que alterando a frequência e a amplitude da 
tensão de alimentação do motor, o campo magnético induzido 
pelo estator no rotor será alterado, consequentemente se 
alterará a velocidade de giro do campo magnético do estator, e 
a velocidade de giro do rotor, por consequência a velocidade de 
rotação do motor. 
 
 
B. Relação de torque em um inversor de frequência 
 
Os motores de indução podem ser comparados aos 
transformadores, onde o estator é o primário e o rotor o 
secundário. 
[1]
 
Através do conjugado do motor assíncrono podemos chegar 
a equação (3), onde temos o torque desenvolvido pelo motor. 
[1] 
 
 
 
 
2 2cosmT K I    
 
 
(3) 
Onde: 
 
T
 é o torque do motor; 
m
é o fluxo magnetizante; 
2 2cosI 
 é a parcela ativa da corrente no rotor 
 
O fluxo magnetizante, desconsiderando as quedas de tensão 
provenientes da resistência e da reatância dos enrolamentos 
estatóricos, é diretamente proporcional a razão do valor eficaz 
da tensão estatórica e da sua frequência, conforme indicado na 
equação (4). 
[3]
 
 
 
 
m
U
K
f
  
 
 
 (4) 
 
Onde: 
 
 U é ovalor eficaz da tensão estatórica; 
Ф𝑚 é o fluxo magnetizante; 
f é a frequência da tensão estatórica. 
 
Se for considerado que a corrente depende da carga e que 
esta será constante, verifica-se que, variando o valor eficaz e 
frequência da tensão de forma proporcional, o fluxo 
magnetizante e seu torque também se manterão constantes. 
Assim o motor fornecerá um ajuste continuo de velocidade e 
conjugado em relação a carga mecânica. 
[3]
 
Pode-se minimizar as perdas de acordo com as condições da 
carga, mantendo-se o escorregamento constante em qualquer 
velocidade para a mesma carga. 
[3]
 
De acordo com as equações (3) e (4), pode-se obter os 
gráficos das Figuras 3 e 4. 
 
Figura – 3 Gráfico proporcional da tensão e frequência [3] 
 
A variação da relação do valor eficaz e da frequência da 
tensão no estator mostrada através da equação (4), é feita 
linearmente até a frequência nominal do motor (fN). Acima da 
frequência nominal, o motor operará na região de 
enfraquecimento de campo, pois nessa região o fluxo 
magnético decresce com o aumento da frequência o que 
ocasiona perda de torque. Isso ocorre, porque a variação da 
tensão não acompanhará a variação da frequência não se 
mantendo a relação U/f constante. Na Figura 4 pode-se 
verificar a curva característica do torque versus a velocidade. 
[3] 
 
 
Figura - 4 Gráfico proporcional do torque e frequência 
[3]
 
 
Portanto, verifica-se que o torque será constante até a 
frequência base, acima desta entra na região de 
enfraquecimento do campo, onde o torque diminuirá 
gradativamente. 
[3]
 
 
IV. CONTROLE ESCALAR 
 
O controle 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. 
[1]
 
Percebe-se através da equação (4), que alterando-se o valor 
eficaz da tensão e frequência de modo proporcional, o fluxo 
magnetizante se mantém, mantendo assim o torque do motor. 
Esse tipo de controle é realizado em malha aberta e a 
precisão da velocidade é em função do escorregamento do 
motor. É aplicado em sistemas que não requerem controles 
dinâmicos e precisão de torque e velocidade. É recomendado 
para aplicações onde há necessidade de ligação de diversos 
motores em um único inversor. 
[1] [2] 
O controle escalar não é recomendado para aplicações que 
requerem baixas velocidades, pois a queda de tensão em baixas 
frequências é alta, e afeta significativamente a magnitude da 
corrente de produção de fluxo. Alguns inversores possuem 
funções especiais como Boost de partida, compensação de 
escorregamento, torque extra de partida e outros. Mesmo com 
as limitações em baixas frequências, esse controle é largamente 
utilizado devido a simplicidade e custo benefício, pois na 
maioria das aplicações não requer alta precisão e rapidez no 
controle da velocidade. 
[1]
 
A Figura 5 mostra o gráfico da tensão em relação a 
frequência 
 
 
Figura - 5 Tensão e Corrente vs Frequência 
[3] 
 
Abaixo podemos citar algumas características do controle 
escalar: 
 
 Menor custo se comparador ao controle vetorial; 
 É utilizado em aplicações onde não requer alta 
precisão no controle do torque e da velocidade; 
 Precisão na faixa de 0,5% da rotação nominal sem que 
a carga seja variada, e de 3% a 5% em caso de variação na 
carga; 
 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. 
 
V. CONTROLE VETORIAL 
 
 O controle 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. O controle vetorial, faz com que o 
motor de indução trifásico opere de forma parecida com o 
motor de corrente continua (MCC), onde o controle da 
velocidade e do torque são controlados de maneira 
independente. Esse tipo de controle pode ser realizado em 
malha aberta “sensorless” ou em malha fechada com 
realimentação. O controle em malha fechada com 
realimentação, requer o uso de sensores de velocidade como 
por exemplo encoder, resolver, taco geradores de pulso e 
outros. 
[1] [2]
 
A Figura 6 ilustra os vetores de corrente para diferentes 
condições de carga. 
 
 
Figura – 6 vetores de corrente para diferentes cargas [1] 
 
No motor vazio, quase toda corrente no estator (IS) é 
formada pela corrente magnetizante (Im), nesse caso a corrente 
de torque é necessária somente para compensar os atritos e as 
perdas por ventilação. O escorregamento estará próximo de 
zero, ou seja, a velocidade síncrona está bem próxima a 
velocidade do rotor. A corrente no estator estará atrasada em 
relação a tensão em aproximadamente 90° e o fator de potência 
será aproximadamente 0. 
[1]
 
Já no motor acoplado a uma grande carga, a corrente (IS) é a 
soma vetorial da corrente (Im), com a corrente de produção de 
torque (Ir), que aumentará na mesma proporção do torque da 
carga. 
[1]
 
O atraso da corrente em relação a tensão aplicada será dado 
pelo ângulo φ, nesse caso o fator de potência torna-se maior, 
chegando próximo ao fator de potência da carga nominal. 
[1]
 
O controle vetorial pode ser dividido em dois tipos, em 
malha aberta (sensorless) e com realimentação.
 [1]
 
 
A. Controle Vetorial malha aberta (sensorless) 
 
Esse tipo de controle é mais simples que o com 
realimentação, apresenta limitações quando há a necessidade de 
operar em baixas frequências (próxima de zero). Em rotações 
maiores é considerado tão bomquanto o vetorial com 
realimentação. Apresenta vantagens em relação ao controle 
escalar, pois trabalha com a magnitude e ângulo entre tensão e 
corrente, enquanto o escalar trabalha somente na magnitude. É 
de fácil operação, pois possui configuração de auto sintonia, 
onde o operador insere os dados de placa do motor e executa a 
rotina que configura o inversor de forma a trabalhar de acordo 
com os dados de placa inseridos.
 [1]
 
Abaixo podemos citar algumas características do controle 
vetorial sensorlees: 
 
 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. 
[1]
 
 
B. Controle Vetorial com Realimentação 
 
O controle vetorial com realimentação permite uma maior 
precisão principalmente e frequências próximas de zero. 
Apresenta vantagens em relação ao vetorial sensorless quando 
se há necessidade de trabalhar em frequências baixíssimas. 
Requer a utilização de sensores acoplados em seu eixo, possui 
um custo relativamente maior que os controles escalar e 
vetorial sensorless. 
Abaixo podemos citar algumas características do controle 
vetorial com realimentação: 
 
 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; 
 Regulação de velocidade de 0,01%; 
 Regulação de torque de 5%; 
 Torque de partida de 400% máx; 
 Torque máximo não contínuo de 400%. [1] 
 
VI. APLICAÇÃO PRÁTICA 
 
Para realizar o comparativo entre o controle escalar e o 
controle vetorial sensorless, será utilizado um equipamento 
denominado AE45 (amassadeira espiral de 45 litros). Esse 
equipamento é utilizado na fabricação de massas de confeitaria 
em geral. Atualmente o equipamento utiliza um inversor de 
frequência operando em modo escalar, que controla a 
velocidade de rotação do motor. Esse motor, por sua vez, está 
acoplado a um eixo espiral que rotaciona amassando a massa 
até seu ponto ideal. 
Como são feitos diversos tipos de massas e em diversas 
regiões do país, tem-se variações de porcentagem de água 
utilizada nas receitas, e variação de insumos em geral, tornando 
o produto a ser feito muito diverso, mudando constantemente 
as características da carga. 
Verificamos em uma empresa fabricante desse tipo de 
equipamento, que dependendo da porcentagem de água 
utilizada na receita, o equipamento apresenta deficiência de 
torque, que em muitas vezes causa a diminuição da rotação do 
motor bruscamente. Isso ocorre quando é utilizada na massa 
porcentagem de água inferior a 55%. 
Assim sendo, neste estudo procuramos melhorar a 
performance do equipamento AE45 (conjunto inversor e 
motor) fazendo a aplicação do controle vetorial sensorless e 
comparando-o com o controle escalar. 
Na Figura 7 é apresentado o equipamento utilizado para 
realizar o comparativo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 – AE45 Amassadeira Espiral 45 litros [5] 
 
A. Equipamento de Medição 
 
Foi utilizado um analisador de qualidade de energia TRUE 
RMS para medição do comportamento da corrente e tensão 
durante o processo. As medições foram realizadas com 
intervalos de 1 segundo e cada processo de teste teve duração 
de 17 minutos, com uma amostragem de 1020 medições para 
cada teste. A Figura 8 mostra o equipamento utilizado para 
realizar essas medições. 
 
 
Figura 8 – Analisador de energia TRUE RMS [6] 
 
B. Processo de operação do equipamento 
 
Para os testes práticos deste trabalho, serão processadas 
receitas de pão francês, tendo em vista ser a receita mais 
utilizada no equipamento. 
A colocação dos insumos no equipamento é dividida em 
duas partes, colocação dos ingredientes sólidos: farinha, 
fermento e sal; e após a mistura desses ingredientes, a inserção 
de água através de um dosador, que tem por finalidade colocar 
a quantidade correta de água padronizando a receita. 
 Em cada processamento da receita foi utilizado 25Kg de 
farinha, 250g de fermento, 500g de sal, e porcentagem de água 
com variação de 55% e 40%. 
 
VII. TESTES REALIZADOS 
 
Os testes práticos foram realizados com duas porcentagens 
de água distintas, o primeiro com 55% de água, onde a carga 
imposta ao motor fica mais leve, e o segundo com 40%, onde a 
carga imposta ao motor fica mais pesada. O processo de 
confecção da massa dura 17 minutos, sendo 11 com frequência 
de 25,3Hz e 6 minutos com frequência de 53,2Hz. 
Os gráficos que serão apresentados nos comparativos deste 
capitulo foram retirados do analisador de energia apresentado 
na Figura 8. 
A. Comparativo entre controle Escalar e Vetorial com 
55% de água 
 Através do gráfico da Figura 9, verifica-se que o 
comportamento das tensões ao longo do processo. No modo 
vetorial, a tensão sofre variação em sua amplitude na medida 
em que a carga exige do motor a manutenção da velocidade de 
rotação e do torque. Pode-se perceber essa alteração no 
momento em que a água é misturada aos insumos, período de 
maior esforço do motor. Já o controle escalar, tem como base 
de controle a relação Volts e frequência constante, ou seja, 
como a frequência continua sempre a mesma, a tensão também 
continuará a mesma, não percebendo o inversor a necessidade 
de se aumentar o fluxo magnetizante no motor e 
consequentemente o torque. 
 
Figura 9 – Gráfico comparativo da tensão Escalar/Vetorial 
Afirma-se através do gráfico da Figura 10, que o controle 
escalar para 55% de água, embora mantenha o motor 
trabalhando em correntes menores que no controle vetorial, 
apresentou perda de rotação e aumento do barulho do motor 
demonstrando um esforço maior. Percebe-se ainda que os dois 
tipos de controle trabalham por período igual (3 minutos), com 
picos de corrente acima da corrente nominal. Após esse período 
voltam a trabalhar normalmente abaixo dessa corrente. O pico 
máximo de corrente no modo escalar foi de 14,3A e no modo 
vetorial de 15,1A, diferença de 0,8A entre os dois controles. 
 
 
Figura 10 – Gráfico comparativo da corrente Escalar / Vetorial 
 
B. Comparativo entre controle Escalar e Vetorial com 
40% de água 
 
A metodologia para o comparativo com 40% de água foi a 
mesma aplicada para os testes com 55% de água, porém o teste 
com 40% de água muda a característica da carga, deixando-a 
mais seca e mais pesada, impondo ao motor um esforço muito 
maior durante o processo. 
O gráfico da Figura 11, demostra que a tensão segue o 
mesmo comportamento no comparativo com 55% de água, pois 
os princípios de controle são os mesmos, mudando apenas a 
característica da carga. Mais uma vez podemos ver a tensão no 
modo vetorial variando de acordo com a variação de esforço 
imposto ao motor pela da carga, e a tensão no modo escalar 
permanecendo constante durante todo o processo. Pode-se 
perceber que a medida que esforço aumenta, a diferença entre 
as tensões em modo e escalar e modo vetorial também aumenta 
na mesma proporção. Isto ocorre pois no modo escalar a tensão 
se mantem, e no modo vetorial a tensão aumenta na mesma 
proporção que o esforço imposto pela a carga ao motor 
aumenta, aumentando o fluxo magnetizante no estator e 
consequentemente o torque desenvolvido pelo motor. 
 
109,06 
128,53 113,54 
221,88 
97,0 [VALOR] 96,36 
190,7 
90
110
130
150
170
190
210
230
Te
n
sã
o
 e
m
 V
o
lt
sPeríodo em tempo 
 Comparativo de tensão 55% de água 
 
Vetorial
Escalar
9,3 
15,1 
9,9 
7,6 
14,3 
8,2 
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
C
o
rr
en
te
 e
m
 A
m
p
er
es
 
Período em tempo 
Comparativo de corrente 55% de água 
Vetorial
Escalar
 
Figura 11 – Gráfico comparativo da tensão Escalar vs 
Vetorial 
 
 
Conforme apresentado no gráfico da figura 12, pode-se 
perceber, que para o teste com 40% de água, o controle vetorial 
possui uma resposta melhor que o controle escalar. Embora 
trabalhe também por período igual com picos de corrente fora 
do valor da corrente nominal, o valor dos picos de corrente no 
modo escalar, é maior que quando trabalhando em modo 
vetorial, sendo o pico máximo de 25,3A para o modo escalar e 
20,4A para o modo vetorial, cerca de 5A de diferença. 
Outro fator importante, se refere a perda de velocidade do 
motor quando operando no modo escalar, ocorrendo em alguns 
momentos a parada do motor, causando picos grandes de 
corrente. 
 
 
Figura 12 – Gráfico comparativo da corrente Escalar vs 
Vetorial 
 
A. Consumo de energia 
 
Através do analisador de energia foi medido o consumo nos 
dois modos, vetorial e escalar. Através das Figuras 13 e 14, 
afirma-se que o consumo de energia se manteve praticamente o 
mesmo, sendo para o controle escalar um consumo de 0,462 
kWh por processo, e para controle vetorial um consumo de 
0,467 kWh, sendo de 0.005kWh de consumo a mais quando 
operando em modo vetorial. 
 
 
Figura 13 – Consumo de energia no modo escalar 
 
 
Figura 14 – Consumo de energia no modo vetorial 
 
VII. CONCLUSÕES 
 
Através dos resultados dos testes realizados, pode-se afirmar 
que o controle vetorial apresentou um desempenho melhor que 
o controle escalar. Essa constatação era esperada já que a carga 
utilizada apresenta comportamento dinâmico variando em 
função do ponto da massa e da porcentagem de água inserida 
na receita. 
Para a porcentagem de 55% de água, pode-se observar que o 
período de trabalho com picos de corrente acima da corrente 
nominal foi pequeno: aproximadamente 3 minutos. Nesse 
período foi detectado um pico máximo de 14,3A para o modo 
escalar e de 15,1A para o modo vetorial o que representa uma 
diferença de 0,8A entre os controles. A média de corrente 
considerando o processo como um todo, foi de 9A para o modo 
escalar e de 10A para o modo vetorial. Considerando a 
informação fornecida pelo fabricante, que o motor poderá 
trabalhar por períodos pequenos com a corrente 1,3 vezes o 
valor da corrente nominal do motor, que é de 16,25A, pode-se 
considerar que os picos apresentados durante o período de 
111,5 
126,3 129,6 
225,8 
98,2 
96,7 96,9 
189,7 
0
50
100
150
200
250
1
3
:3
0
1
3
:3
1
1
3
:3
2
1
3
:3
3
1
3
:3
4
1
3
:3
5
1
3
:3
6
1
3
:3
7
1
3
:3
8
1
3
:3
9
1
3
:4
0
1
3
:4
1
1
3
:4
2
1
3
:4
3
1
3
:4
4
1
3
:4
5
1
3
:4
6
Te
n
sã
o
 e
m
 V
o
lt
s 
Período em tempo 
 Comparativo da tensão 40% de água 
 
Vetorial
Escalar
[VALOR] 
8,1 
25,3 
20,4 
25,3 
22,6 
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
C
o
rr
en
te
 e
m
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m
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Período em tempo 
Comparativo da corrente 40% de água 
Vetorial
Escalar
maior esforço (mistura da água aos insumos) não prejudicarão 
a vida útil do motor. 
Para a porcentagem de 40% de água a característica da carga 
muda significativamente e, nesse caso, o controle vetorial 
apresenta uma maior vantagem sobre o controle escalar. Pode-
se perceber, que o período dos picos de corrente e os valores 
desses picos se tornam maiores se compararmos aos testes 
realizados com 55% de água. Os períodos desses picos são de 
aproximadamente 13 minutos, e o maior pico apresentado para 
o modo escalar foi de 25,3A, e para o modo vetorial 20,4A, 
diferença de 4,9A entre os controles. A média de corrente 
durante o processo para o modo escalar foi de 15,5A e para o 
modo vetorial 14A. 
É importante ressaltar, que com 40% de água, e operando no 
modo escalar, o motor apresentou diminuição brusca na 
velocidade de rotação, e em alguns momentos e perda 
excessiva de torque que acarretou travamento do motor durante 
o processo. Já para o modo vetorial, o motor manteve o torque 
e a rotação até a finalização da receita, não tendo parada do 
equipamento durante o processo. 
No modo vetorial, pode-se perceber que tanto a média da 
corrente quanto os seus picos possuem valores menores que no 
modo escalar, o que pode proporcionar um menor desgaste do 
motor pelo ponto de vista térmico. Outro ponto observado é 
que o motor controlado vetorialmente não foi submetido a 
paradas e retomadas de rotação por deficiência de torque, 
processo esse que acelera o desgaste dos rolamentos, mancais e 
outras partes mecânicas do motor. 
Mesmo sendo mais eficiente que o controle escalar nos dois 
testes realizados, o controle vetorial, quando trabalhando com 
porcentagem de 40% de água, trabalhou por um período grande 
fora do valor de 1.3 vezes a corrente nominal, e nesse caso a 
vida útil do motor poderá ser diminuída ao longo do tempo. 
O consumo de energia foi medido para porcentagem de 40% 
de água, afim de verificar a eficiência energética nos dois tipos 
de controle. O controle escalar teve um consumo menor de 
0,005 kWh por processo comparado ao controle vetorial, 
diferença irrelevante diante do melhor desempenho mostrado 
pelo controle vetorial. 
Por fim, conclui-se através dos dados apresentados neste 
artigo, que o controle vetorial se mostra mais eficiente que o 
controle escalar em acionamentos onde carga apresenta grande 
variação e/ou necessidade de maior controle de torque e 
rotação do motor. E isso pode ser conseguido realizando 
somente a alteração de parâmetros e realização da auto–
sintonia através da função própria do inversor. 
Diante de análise feita neste artigo, a empresa fabricante do 
equipamento implementou o controle vetorial para toda a linha 
de amassadeiras. Essa ação melhorou o desempenho dos 
equipamentos, principalmente no caso dos clientes que 
trabalham com uma porcentagem de água na receita abaixo de 
55%. 
 
 
 
REFERÊNCIAS 
 
[1] FRANCHI, C. M., Inversores de Frequência: Teoria e Aplicações, 2ª 
Edição, São Paulo, Érica, 2009, 192p. 
 
[2] WEG – Guia de Aplicação de Inversores de Frequência [Online]. 
Disponível: http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-aplicacao-de-motores-
de-media-tensao-dedicados-acionados-por-inversor-de-frequencia-artigo-
tecnico-portugues-br.pdf, acesso: 03/10/2014. 
 
[3] WEG - Guia técnico motores de indução alimentados por inversores de 
frequência pwm [Online]. Disponível: 
http://ecatalog.weg.net/files/wegnet/WEG-motores-de-inducao-alimentados-
por-inversores-de-frequencia-pwm-027-artigo-tecnico-portugues-br.pdf, 
acesso: 03/10/2014. 
 
[4] FRANCHI, C. M, Acionamentos elétricos. 2. ed. São Paulo: Érica, 2007. 
250 p. 
 
[5] Prática Produtos S/A – disponível em: http://www.praticafornos.com.br/, 
acessado em 21/10/2014. 
 
[6] Minipa – disponível em: http://www.minipa.com.br/produtos, acessado em 
03/10/2014.