INVERSORES DE FREQUÊNCIA

O Que é um inversor e para que serve ?

Conceito – dispositivo eletrônico que transforma energia elétrica CA fixa ( tensão e frequência ) em energia elétrica CA variável , controlando a potência consumida pela

carga.

No caso específico , o inversor de frequência é utilizado para controlar a

rotação de um motor assíncrono ( de indução). Isto é alcançado através do

controle micro processado de um circuito típico para alimentação do motor

composto de transístores de potência que chaveam rapidamente uma tensão

CC , modificando o valor “rms” e o período .

Ao controlar a rotação o motor , flexibilizamos a produção da máquina que

é acionada pelo motor de indução.

Vantagens de se usar inversores

•  Substituição de variadores mecânicos
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•  Substituição de variadores eletro-magnéticos
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•  Automatização e flexibilização dos processos fabris
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•  Comunicação avançada e aquisição de dados
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•  Eliminação de elementos de partida pesada e
• complicada
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•  Instalação mais simples.
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•  Aumento da vida útil do maquinário.
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•  Evita choques mecânicos( trancos) na partida.
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•  Redução do nível de ruído.
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•  Excelente regulação de pressão e vazão
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•  Economia de energia ( demanda e consumo).
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•  Lembramos que 51% da energia elétrica gasta na industria é usada para alimentar os motores.Podemos então ver a importância de se dimensionar corretamente nossos motores e de reduzir ao máximo a potência consumida otimizando os meios de controle e de processo.

Como especificar um inversor

1.r3. Ciclo de trabalho da máquina ( tempo para partir , rodar e parar )
  4. Quantidade de operações por hora ( ou minutos , ou dias )
5. Tempo de aceleração e desaceleração
6. Inércia da máquina
7. Velocidade mínima e máxima
8. Comando de 2 fios ou 3 fios
9. Referencia de velocidade ( rede , sinal analógico , velocidade
 pre-selecionada , “step – logic” ,velocidade fixa abaixo de 60 Hz , potenciometro )
10. Acionará acima de 60 Hz ? Cuidado.
11. Tipo de parada ( inercia , rampa , frenagem CC )
12. Resistor de frenagem ? Dimensionar ohms e watts .
13. Temperatura ambiente
14. Usará contator na entrada ou na saída ?Cuidado com comando .
15. Comunicação serial ( devicenet , controlnet , ethernet , DF1, RS485 , )
16. Ruído eletromagnético ( o inversor tem marca CE , tem filtros externos )
17. Harmónicos ( analisar o impacto do inversor na instalação elétrica )
18. Instalação elétrica - Aterramento e blindagem de cabos
19. Montagem em painel existente , novo , dentro de gaveta de CCM ?
20. Proteção elétrica ( fusível , disjuntor , nível de curto – circuito )

Proteção Elétrica de um sistema com inversor

A placa Eletrônica de Controle contêm os circuitos responsáveis pelo comando,  monitoração e proteção dos componentes da potência. Este cartão contêm também circuitos de comando e sinalização que serão utilizados pelo usuário de acordo com a aplicação, como saídas a relés e entradas digitais.  Calculando o aquecimento do motor ( I2t ) instântaneamente ,  levando em consideração a velocidade do motor ,  pois em baixas rotações a auto ventilação não permitecorrentes altas no motor  Notar que um relé térmico tradicional pode não operar corretamente ,  pois em baixas rotações a corrente do motor , geralmente é menor que a nominal e ,  num evento de uma sobrecarga ,  ela se elevará a um nível em que não sensibilizará o rele térmico.  A proteção interna do inversor é mais apropriada para proteção do motor e da instalação  elétrica até o motor. Quando ocorrer o desarme por sobre corrente deve – se observar se foi devido a aquecimento do motor ou do próprio inversor . Em caso do inversor ,  verificar se a circulação de ar está livre ou se o ventilador está funcionando. Em caso do motor aguardar alguns minutos até o inversor permitir o religamento . Ele , normalmente , aguarda um tempo para resfriamento do motor.  Porem isto pode ser “zerado” para que permita a partida imediata do motor – CUIDADO  PARA NÃO QUEIMAR O MOTOR. Curto – circuito- Se um curto acontecer na saída do inversor ( nos terminais do motor ou nos cabos entre inversor – motor) a sobre corrente é detectada internamente no inversor e um comando para bloquear os IGBT´s é dado.  O curto é eliminado em micro segundosprotegendo o inversor .  Esta breve corrente é principalmente alimentada pelos capacitores usados com os retificadores e se torna imperceptível pela rede elétrica , conforme descrito na figura abaixo . Portanto , se torna importante que se dimensione o inversor dentro do nível de  curto –circuito no ponto onde está instalado – caso ele não atenda , pode –se colocar um indutor na entrada e/ ou na saída , que além de diminuir os ruídos , ajudam a diminuir o nível decurto .  Outra alternativa é colocar fusível na saída do inversor com capacidade de suportar o curto . Aquecimento do inversor – um sensor é colocado no dissipador traseiro para detectar este aquecimento , e em caso de excesso , desliga o inversor – seu mau funcionament opode causar o desligamento indevido , necessitando ser trocado.Verificar também ,  se aventilação está funcionando corretamente – bloqueio do fluxo de ar ou ventilador danificado  podem fazer o inversor parar Queda de tensão da rede – Esta proteção é necessária para evitar um mau funcionamen todos circuitos de controle e o motor e para evitar a sobrecorrente quando a rede volta a tensão nominal. Geralmente , um valor de tempo de tolerância pode ser ajustado no inversor para evitar desligamentos indevido ( na faixa de alguns segundos – Ride Through)  é usada para evitar danos  aos seus componentes de força .

O IHM  MOSTRA UM ERRO ( E06 ) DEVIDO A FALTA OU INTERRUPÇÃO INADEQUADA                                                       DE TENSÃO EM UMA  ENTRADA DIGITAL DA PLACA DE CONTROLE.
Falta de fase – Nos inversores trifásico esta função protege sobrecorrente devido ao
funcionamento monofásico . Para o motor evita sobre aquecimento.

Fuga à terra – Proteção quanto a baixa isolação do motor , cabos ou do próprio
inversor.Observar que esta medição se dá em alta frequência e pode causar confusão nas
medições de isolação que normalmente são feitas com aparelhos CC
 ( megôhmetro cabos e motores mais adequados .

Aplicação de um Inversor de frequência da weg em um sistema de automação visando a economia de energia e melhor armazenamento de grãos!!

Click abaixo para baixar uma apostila sobre inversores de frequência e sua aplicações

CLP ou PLC ( básico)

nota do editor( neste post você aprenderá sobre os CLP's, sobre sua história, sobre sua funções na indústria, e um pouco sobre seu funcionamento. lembre-se está é a aula básica nela você não aprenderá a programar um CLP, porém terá um noção de como ele funciona, bom estudo...)

CLP'S ou PLC's

 Um Controlador lógico programável ou Controlador programável, conhecido também por suas siglas CLP ou CP e pela sigla de expressão inglesa PLC(Programmable logic controller), é um computador especializado, baseado num microprocessador que desenpenha funções de controle através de softwares desenvolvidos pelo usuário (cada CLP tem seu próprio software)^PB - controle^PE de diversos tipos e níveis de complexidade. Geralmente as famílias de Controladores Lógicos Programáveis são definidas pela capacidade de processamento de um determinado numero de pontos de Entradas e/ou Saídas (E/S).

Controlador Lógico Programável Segundo a ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), é um equipamento eletrônico digital com hardware e software compatíveis com aplicações industriais. Segundo a NEMA (National Electrical Manufacturers Association), é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, tais como lógica, seqüenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos.

Um CLP é o controlador indicado para lidar com sistemas caracterizados por eventos discretos (SEDs), ou seja, com processos em que as variáveis assumem valores zero ou um (ou variáveis ditas digitais, ou seja, que só assumem valores dentro de um conjunto finito). Podem ainda lidar com variáveis analógicas definidas por intervalos de valores de corrente ou tensão elétrica. As entradas e/ou saídas digitais são os elementos discretos, as entradas e/ou saídas analógicas são os elementos variáveis entre valores conhecidos de tensão ou corrente.

Os CLP's estão muito difundidos nas áreas de controle de processos ou de automação industrial. No primeiro caso a aplicação se dá nas industrias do tipo contínuo, produtoras de líquidos, materiais gasosos e outros produtos, no outro caso a aplicação se dá nas áreas relacionadas com a produção em linhas de montagem, por exemplo na indústria do automóvel.

Num sistema típico, toda a informação dos sensores é concentrada no controlador (CLP) que de acordo com o programa em memória define o estado dospontos de saída conectados a atuadores.

Os CLPs tem capacidade de comunicação de dados via canais seriais. Com isto podem ser supervisionados por computadores formando sistemas de controle integrados. Softwares de supervisão controlam redes de Controladores Lógicos Programáveis.

Os canais de comunicação nos CLP´s permitem conectar à interface de operação (IHM), computadores, outros CLP´s e até mesmo com unidades de entradas e saídas remotas. Cada fabricante estabelece um protocolo para fazer com seus equipamentos troquem informações entre si. Os protocolos mais comuns são Modbus (Modicon - Schneider Eletric), EtherCAT (Beckhoff), Profibus (Siemens), Unitelway (Telemecanique - Schneider Eletric) e DeviceNet (Allen Bradley), entre muitos outros.

Redes de campo abertas como PROFIBUS-DP são de uso muito comum com CLPs permitindo aplicações complexas na indústria automobilística, siderurgica, de papel e celulose, e outras.

História

O PLC foi idealizado pela necessidade de poder se alterar uma linha de montagem sem que tenha de fazer grandes modificações mecânicas e elétricas.

O CLP nasceu praticamente dentro da industria automobilística, especificamente na Hydronic Division da General Motors, em 1968, sob o comando do engenheiro Richard Morley e seguindo uma especificação que refletia as necessidades de muitas indústrias manufatureiras.

A idéia inicial do CLP foi de um equipamento com seguintes características resumidas:

• 1. Facilidade de programação;
• 2. Facilidade de manutenção com conceito plug-in;
• 3. Alta confiabilidade;
• 4. Dimensões menores que painéis de Relês, para redução de custos;
• 5. Envio de dados para processamento centralizado;
• 6. Preço competitivo;
• 7. Expansão em módulos;
• 8. Mínimo de 4000 palavras na memória.

Podemos didaticamente dividir os CLP's historicamente de acordo com o sistema de programação por ele utilizado:

• 1ª Geração: Os CLP's de primeira geração se caracterizam pela programação intimamente ligada ao hardware do equipamento. A linguagem utilizada era o Assembly que variava de acordo com o processador utilizado no projeto do CLP, ou seja, para poder programar era necessário conhecer a eletrônica do projeto do CLP. Assim a tarefa de programação era desenvolvida por uma equipe técnica altamente qualificada, gravando-se o programa em memória EPROM, sendo realizada normalmente no laboratório junto com a construção do CLP.

• 2ª Geração: Aparecem as primeiras “Linguagens de Programação” não tão dependentes do hardware do equipamento, possíveis pela inclusão de um “Programa Monitor “ no CLP, o qual converte (no jargão técnico, “compila”), as instruções do programa, verifica o estado das entradas, compara com as instruções do programa do usuário e altera o estados das saídas. Os Terminais de Programação (ou maletas, como eram conhecidas) eram na verdade Programadores de Memória EPROM. As memórias depois de programadas eram colocadas no CLP para que o programa do usuário fosse executado.

• 3ª Geração: Os CLP's passam a ter uma Entrada de Programação, onde um Teclado ou Programador Portátil é conectado, podendo alterar, apagar, gravar o programa do usuário, além de realizar testes (Debug) no equipamento e no programa. A estrutura física também sofre alterações sendo a tendência para os Sistemas Modulares com Bastidores ou Racks.

• 4ª Geração: Com a popularização e a diminuição dos preços dos microcomputadores (normalmente clones do IBM PC), os CLP's passaram a incluir uma entrada para a comunicação serial. Com o auxílio dos microcomputadores a tarefa de programação passou a ser realizada nestes. As vantagens eram a utilização de várias representações das linguagens, possibilidade de simulações e testes, treinamento e ajuda por parte do software de programação, possibilidade de armazenamento de vários programas no micro, etc.

• 5ª Geração: Atualmente existe uma preocupação em padronizar protocolos de comunicação para os CLP's, de modo a proporcionar que o equipamento de um fabricante “converse” com o equipamento outro fabricante, não só CLP's, como Controladores de Processos, Sistemas Supervisórios, Redes Internas de Comunicação e etc., proporcionando uma integração a fim de facilitar a automação, gerenciamento e desenvolvimento de plantas industriais mais flexíveis e normalizadas, fruto da chamada Globalização. Existem Fundações Mundiais para o estabelecimento de normas e protocolos de comunicação. A grande dificuldade tem sido uma padronização por parte dos fabricantes.

Com o avanço da tecnologia e consolidação da aplicação dos CLPs no controle de sistemas automatizados, é frequente o desenvolvimento de novos recursos dos mesmos. Com os clp's temos um aumento na praticidade de processos indústriais , não mais necessitando de relês eletromagnéticos, com isso aumentando a velocidade e produtividade de processos indústriais.

Fonte

Definição de eletricidade

nota do editor ( Como este blog é voltado para estudantes da área de elétrica e seus setores derivado "automação,eletrotécnica ..." resolvi partir desde o principio, a base de todo curso técnico voltado para elétrica. o seja o que é eletricidade. mais como é um assunto bem monótono eu resolvi reunir vários videos de video-aulas do telecurso 2000 sobre física  pois aprendendo como eletricidade funciona você aprenderá com mais facilidade sobre os equipamentos que dependem dela! primeiro porei um texto só pra resumir depois virá os videos. recomendo assistir a todos os videos em ordem. )

O que é eletricidade?

A eletricidade é o resultado da existência de carga elétrica nos átomos que constituem a matéria. Como se sabe, um átomo é composto por prótons (cargas positivas), elétrons (cargas negativas) e nêutrons, que não possuem carga. Os prótons e os nêutrons ficam no interior do núcleo do átomo, os elétrons ficam na eletrosfera - ao redor do núcleo. 

O estudo da eletricidade é dividido em três partes: • Eletrostática – estuda as cargas elétricas em repouso; • Eletrodinâmica – é o estudo das cargas elétricas em movimentação, ou seja, o estudo de corrente elétrica e das propriedades dos circuitos que são percorridos por ela. • Eletromagnetismo – nessa parte são estudadas as relações entre a eletricidade e o magnetismo, bem como a ligação entre os fenômenos magnéticos e elétricos.

Vídeo aulas do telecurso 2000

história da força elétrica e como carregar um objeto elétricamente

diferença entre força elétrica e força gravitacional

Campo elétrico

energia potencial elétrica. para quem trabalha com alta tensão é crucial conhecer sobre isso.

Essa aula é importante pois mostra a diferença entre corrente continua e corrente alternada. na minha opinião é uma das aulas mais importantes. eu só coloquei as outras para que você não fique perdido

outra aula importante sobre resistência resistores lineares e etc.

funcionamento de geradores

circuitos elétricos

principio de funcionamento de motores elétricos

o que é um transformador