Soluções em pontes Rolantes

A eletrônica de potência vem, com o passar do tempo, tornando mais fácil (e mais barato) o acionamento de motores. Com isto, sistemas que antes usavam motores CC, pela facilidade de controle, hoje podem usar motores CA de indução, graças aos Inversores de Freqüência, também chamados de Conversores de Freqüência. Em paralelo com o avanço da eletrônica de potência, a microeletrônica, por meio de microprocessadores e micro controladores, tem auxiliado muito o acionamento de máquinas CA, em particular os Inversores de Freqüência, com funções cada vez mais complexas.

Os Inversores de Freqüência podem substituir, com vantagens, os sistemas de controle de fluxo com válvulas (bombas) ou dampers (ventiladores).

Utilizados em Pontes Rolantes, Monovias, Pórticos Rolantes, Guindastes Giratórios e outros equipamentos de Movimentação de Cargas.

Funcionamento Básico

Os motores de indução são equivalentes a um transformador onde o primário é o estator do motor e o secundário o rotor.

Esquema básico de um Inversor de Freqüência

Na rede de entrada a freqüência é fixa (60 Hz) e a tensão é transformada pelo retificador de entrada em contínua pulsada (onda completa).

O Capacitor (filtro) transforma-a em tensão contínua pura de valor aproximado de



Esta tensão contínua é conectada ciclicamente aos terminais de saída pelos transistores do inversor, que funcionam no modo corte ou saturação (como uma chave estática).

O controle desses transistores é feito pelo circuito de comando, de modo a obter um sistema de tensão pulsada, cujas freqüências fundamentais estão defasadas de 120°. A tensão e a freqüência de saída são escolhidas de modo que a tensão U₂ seja proporcional à freqüência f para o fluxo Ø₂ , seja constante e o torque também o seja.

As tensões de saída têm forma de onda senoidal e esta varia de acordo como método de modulação conhecido como PWM senoidal, o que possibilita uma corrente senoidal no motor para uma freqüência de modulação de 2 kHz.


Figura 3 - Configuração básica de um Inversor de Freqüência

*Circuito de entrada (ponte retificadora não controlada)
*Circuito de pré-carga (resistor, contator ou relé)
*Circuito intermediário (banco de capacitores Buss DC, resistores de equalização)
*Circuito de Saída "inversor" (ponte trifásica de IGBT)
*Placa de controle (micro processada)
*Placa de driver's (disparo dos IGBT, fontes de alimentação, etc.)
*Réguas de bornes de interligação (controle de potência)
*Módulo de frenagem (interno ou externo)

O inversor de freqüência possibilita o controle do motor CA variando a freqüência, mas também realiza a variação da tensão de saída para que seja respeitada a Característica V/F (Tensão / Freqüência) do motor, para não produzir aquecimento excessivo quando o motor opera em baixas rotações. Esta diminuição da tensão produz um aumento do escorregamento, pelo que devem tomar-se algumas precauções quando se trabalha em freqüências baixas. Dependendo do tipo de inversor que é utilizado, do tipo de controle de modulação, da freqüência de PWM com que se está operando e das características do motor, esta limitação de freqüência diminui consideravelmente.

Em freqüências de operação acima da nominal, para a qual o motor foi fabricado, também se produz perda de torque já que se está trabalhando na região chamada de enfraquecimento, ou seja, existe aumento da freqüência sem que se possa aumentar a tensão de saída do inversor, devido à tensão de saída igualar-se ao valor da tensão de alimentação.

Destinados inicialmente a aplicações mais simples, os inversores de freqüência são atualmente encontrados nos mais diversos usos, desde o acionamento de bombas até complexos sistemas de automação industrial.

Grande parte das aplicações como bombas, ventiladores e máquinas simples, necessita apenas de variação de velocidade e partidas suaves, sendo atendidos plenamente com o uso de inversores com tecnologia Escalar ou V/F.

Algumas aplicações, entretanto, como elevadores, guinchos, bobinadeiras e máquinas operatrizes necessitam além da variação de velocidade o controle de torque, operações em baixíssimas rotações e alta velocidade de resposta, sendo atendidas por inversores com tecnologia Vetorial de Fluxo.