3. Inversor de frequência

O uso dos semicondutores na eletrônica de potência possibilitou controlarmos a velocidade de motores de indução. Esses semicondutores são chamados de transistores de potência, para os quais existem várias tecnologias de fabricação. O transistor mais utilizado é o chamado Transistor Bipolar com Porta Isolada- IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor).

3.1 Princípio de funcionamento

Como já visto em aulas anteriores, a velocidade de um motor de indução é obtida a partir da seguinte equação:

As variáveis escorregamento e número de polos do motor não são fáceis de serem alteradas, porque essa operação, além de ser muito complicada e trabalhosa, necessitaria de intervenção diretamente na construção das bobinas do motor. Por outro lado, se variarmos apenas a frequência da rede elétrica, não necessitaríamos da intervenção interna no motor, porém, conseguiríamos alterar a velocidade deste.

Agora, veja como conseguir alterar a tensão e a frequência fornecidas ao motor através de um dispositivo eletrônico. Na Figura 12 observamos o comportamento das ondas senoidais da tensão para duas frequências diferentes em um mesmo intervalo de tempo.

Em virtude do avanço tecnológico que ocorreu devido à descoberta e ao uso dos semicondutores e à introdução da eletrônica de potência no processo de acionamento das máquinas elétricas de indução, é possível variarmos o valor da frequência da rede elétrica que alimenta o motor. Essa variação se consolidou mediante o inversor de frequência, o qual fez uso dos semicondutores a fim de alterar a frequência de alimentação para o motor e ter como consequência a variação e o controle da velocidade nominal dos motores.

No diagrama de blocos da Figura 13 podemos observar os componentes do inversor de frequência. O retificador gera uma tensão contínua que é posteriormente filtrada e introduzida no bloco seguinte, chamado de Inversor.

Como você pode perceber, o bloco inversor executa o chaveamento da tensão contínua, ou seja, liga e desliga-a as chaves em uma frequência da ordem de KHz, para, então, alimentar com essa tensão o motor. O inversor é composto por seis chaves, Ch1 a Ch6 implementadas numa configuração apresentada na Figura 14.