Inversor de freqüência - novas dúvidas

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Alfredo

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Feb 22, 2009, 3:02:08 PM2/22/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
A curva de torque típica para um motor de indução trifásico:



Se usarmos um inversor para ir além da rotação nominal, o torque começa a cair depois dos 100% da rotação (frequência) nominal.
Como a curva de potência de um motor e dada pelo Torque x Rotação, a medida que a rotação aumenta, a potência aumenta também.
Até que atinge a rotação nominal do motor e ai a potência começa a ser quase constante, mesmo com a maior rotação do motor.
Uma curva de resposta bem interessante para um motor.

Com o uso de inversor, devido ao controle de U/F (ou V/F), ao se controlar a tensão e a freqüência, a curva do motor, pode ser deslocada com um torque menor na partida e limitação de sobre tensão.



Existe porém algum inconveniente do ponto de vista da elétrica em se deixar a tensão nominal na máxima e controlar apenas a freqüência?

Assim o gráfico da potência deveria ficar semelhante a linha verde do gráfico acima onde depois da rotação nominal a potência permaneceria quase constante com o aumento da rotação.

[ ]s
Alfredo


mop2

unread,
Feb 22, 2009, 7:57:32 PM2/22/09
to Veículos Elétricos


On 22 fev, 17:02, Alfredo <alfredoga...@yahoo.com.br> wrote:

> Existe porém algum inconveniente do ponto de vista da elétrica em se deixar a tensão nominal na máxima e controlar apenas a freqüência?

Alfredo,
não sou expert em motores então aguarde o pessoal que entende mas, do
ponto de vista de um circuito indutivo genérico, o problema ao ter
frequencias menores é que a reatância do circuito será menor e,
consequentemente a corrente será maior.
XL=2.pi.f.L
Quer dizer a corrente dobraria para cada queda da frequência pela
metade, para uma dada tensão. Claro que essa fórmula não deve se
aplicar a um motor, mas ele é indutivo, então alguma relação existe.

E a questão do torque que você citou talvez seja útil para quem postou
o tópico:
http://groups.google.com.br/group/Veiculos-Eletricos/browse_thread/thread/8ddc25463615fcc2#
Talvez já tenha sido colocado lá, não sei, só estou querendo assegurar
essa conexão a possíveis interessados.
Se alguém achar que procede, "linke" de lá pra cá.

Kraftwerk

unread,
Feb 23, 2009, 4:38:09 AM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Alfredo

Eu modifico a curva U/F em aplicações normais, quando o torque na
partida não é o suficiente para tirar a máquina da inércia. Nesse caso,
ajusto uma tensão pouco maior (antecipando a curva de torque) . Só que a
corrente aumenta barbaridade, então o ajuste é só por momento suficiente
para vencer a inércia, de maneira que não dê erro por sobrecarga ou
aquecimento no motor.

Já brinquei de aplicar a tensão máxima ou próximo disso, aumentando ao
máximo o valor para U/F,a título de curiosidade. O que aconteceu é que o
inversor dá erro de sobre-corrente a quase toda partida, até mesmo com
motor a vazio.

Por isso que numa aplicação VE penso que o inversor tem que ser pouco
maior que o nominal para o motor.

Kraftwerk

Alfredo escreveu:
> A curva de torque típica para um motor de indução trifásico:
>
>
>
> Se usarmos um inversor para ir além da rotação nominal, o torque
> começa a cair depois dos 100% da rotação (frequência) nominal.
> Como a curva de potência de um motor e dada pelo Torque x Rotação, a
> medida que a rotação aumenta, a potência aumenta também.
> Até que atinge a rotação nominal do motor e ai a potência começa a ser
> quase constante, mesmo com a maior rotação do motor.
> Uma curva de resposta bem interessante para um motor.
>
> Com o uso de inversor, devido ao controle de U/F (ou V/F), ao se
> controlar a tensão e a freqüência, a curva do motor, pode ser
> deslocada com um torque menor na partida e limitação de sobre tensão.
>
>
>

Flavio Alexandre

unread,
Feb 23, 2009, 12:45:42 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Alfredo, depois da rotação nominal, é possível aumentar a frequência sem risco de sobre-corrente desde que sempre seja controlado o escorregamento.
Olha a curva Toque/Potência do Tesla Roadster em anexo.


2009/2/22 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br>



--
Flávio Alexandre

torquegraph_v2.gif.jpg

Kraftwerk

unread,
Feb 23, 2009, 1:07:37 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Flávio

Isso quer dizer que o motor que o inversor do Tesla aciona já entrega
90kgfm, então deverá estar entregando tensão máxima muito próximo a 0
RPM. É um inversor vetorial?

Kraftwerk




Flavio Alexandre escreveu:
> Alfredo, depois da rotação nominal, é possível aumentar a frequência
> sem risco de sobre-corrente desde que sempre seja controlado o
> escorregamento.
> Olha a curva Toque/Potência do Tesla Roadster em anexo.
>
>
> 2009/2/22 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br
> <mailto:alfred...@yahoo.com.br>>
>
> A curva de torque típica para um motor de indução trifásico:
>
>
>
> Se usarmos um inversor para ir além da rotação nominal, o torque
> começa a cair depois dos 100% da rotação (frequência) nominal.
> Como a curva de potência de um motor e dada pelo Torque x Rotação,
> a medida que a rotação aumenta, a potência aumenta também.
> Até que atinge a rotação nominal do motor e ai a potência começa a
> ser quase constante, mesmo com a maior rotação do motor.
> Uma curva de resposta bem interessante para um motor.
>
> Com o uso de inversor, devido ao controle de U/F (ou V/F), ao se
> controlar a tensão e a freqüência, a curva do motor, pode ser
> deslocada com um torque menor na partida e limitação de sobre tensão.
>
>
>
> Existe porém algum inconveniente do ponto de vista da elétrica em
> se deixar a tensão nominal na máxima e controlar apenas a freqüência?
>
> Assim o gráfico da potência deveria ficar semelhante a linha verde
> do gráfico acima onde depois da rotação nominal a potência
> permaneceria quase constante com o aumento da rotação.
>
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> Alfredo
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> Flávio Alexandre
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Flavio Alexandre

unread,
Feb 23, 2009, 1:28:03 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Na verdade o torque no gráfico está meio estranho. Ele dá 276 ft/lbs (ou 375 Nm). www.teslamotors.com/performance/perf_specs.php
Ter o torque máximo na velocidade nominal necessariamente significa entregar toda a amplitude de tensão para o motor.
Mas o torque máximo com o motor abaixo da velocidade nominal, significa uma tensão menor. Isso acontece porque a força contra-eletromotriz é mais baixa.
Com o motor parado, sem nenhuma força contra-eletromotriz, a tensão para o torque nominal é bem baixa. Bastando apenas vencer a resistência elétrica do estator (V=R x I).
O inversor é que tem que descobrir qual a amplitude de tensão que vai dar a corrente desejada. É um inversor vetorial sim, pra VE tem que ser. Inversor V/F seria muito pouco eficiente pra um VE, comprometendo demais a autonomia.
Abraço,


2009/2/23 Kraftwerk <f...@visaonet.com.br>



--
Flávio Alexandre

Kraftwerk

unread,
Feb 23, 2009, 2:04:47 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Correção

O gr'afico está estranho mesmo.
Mas também peguei uma grandeza errada para converter.
(www.webcalc.com.br)

No gráfico o motor do Tesla está entregando em torno de 30 kgf.m
(www.webcalc.com.br)
Está comparando com um motor a combustão de em torno de 17 kgfm.

Enquanto que no site , é informado o valor de 37 kgfm. êta motorzinho bão.

Valeu Flávio Alexandre

Kraftwerk

Kraftwerk escreveu:

Kraftwerk

unread,
Feb 23, 2009, 2:12:23 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Flávio Alexandre

Pode explicar didaticamente de que maneira um inversor vetorial pode ser
mais eficiente que um escalar num VE?
(porque primeiramente eu sabia que um vetorial disponibiliza mais
torque e melhor controle de velocidade sensorless, que os escalares).
Pergunto isso, baseado em que o PWM do escalar e do vetorial são iguais.
Me interessou bastante em saber mais, especificamente para VE.

Kraftwerk

Flavio Alexandre escreveu:
> Na verdade o torque no gráfico está meio estranho. Ele dá 276 ft/lbs
> (ou 375 Nm). www.teslamotors.com/performance/perf_specs.php
> <http://www.teslamotors.com/performance/perf_specs.php>
> Ter o torque máximo na velocidade nominal necessariamente significa
> entregar toda a amplitude de tensão para o motor.
> Mas o torque máximo com o motor abaixo da velocidade nominal,
> significa uma tensão menor. Isso acontece porque a força
> contra-eletromotriz é mais baixa.
> Com o motor parado, sem nenhuma força contra-eletromotriz, a tensão
> para o torque nominal é bem baixa. Bastando apenas vencer a
> resistência elétrica do estator (V=R x I).
> O inversor é que tem que descobrir qual a amplitude de tensão que vai
> dar a corrente desejada. É um inversor vetorial sim, pra VE tem que
> ser. Inversor V/F seria muito pouco eficiente pra um VE, comprometendo
> demais a autonomia.
> Abraço,
>
>
> 2009/2/23 Kraftwerk <f...@visaonet.com.br <mailto:f...@visaonet.com.br>>
>
>
> Flávio
>
> Isso quer dizer que o motor que o inversor do Tesla aciona já entrega
> 90kgfm, então deverá estar entregando tensão máxima muito próximo a 0
> RPM. É um inversor vetorial?
>
> Kraftwerk
>
>
>
>
> Flavio Alexandre escreveu:
> > Alfredo, depois da rotação nominal, é possível aumentar a frequência
> > sem risco de sobre-corrente desde que sempre seja controlado o
> > escorregamento.
> > Olha a curva Toque/Potência do Tesla Roadster em anexo.
> >
> >
> > 2009/2/22 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br
> <mailto:alfred...@yahoo.com.br>
> > <mailto:alfred...@yahoo.com.br

Flavio Alexandre

unread,
Feb 23, 2009, 2:15:45 PM2/23/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Acho que 37Kgfm deve ser o pico.
Mas 30Kgfm talvez seja o normal.


2009/2/23 Kraftwerk <f...@visaonet.com.br>



--
Flávio Alexandre

Kraftwerk

unread,
Feb 24, 2009, 9:13:34 AM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
e-pessoal

Andei lendo mais sobre o controle vetorial...

E de quebra, encontrei a resposta para o Alfredo sobre a tensão das
baterias muito maior do que a tensão nominal dos motores, para alguns
VE's com acionamento AC.

em resumo, funciona da seguinte maneira, me corrijam se for o caso.

Para inversor vetorial existem duas técnicas:

Controle Vetorial por tensão: Mantém o escorregamento do rotor
constante, e com isso , é possível aplicar menores tensões,
principalmente a baixas velocidades.

Controle Vetorial por Fluxo: (em outras leituras, esse seria o Controle
Vetorial Verdadeiro) Mantém o fluxo magnético do motor, controlando a
corrente rotórica e a corrente de magnetização, impondo tensão e
freqüência necessária para manter o torque necessário a carga. Permite
manter torque com rotação 0.

Nos dois casos, é possível realimentação em malha aberta ou fechada.
Somente na malha fechada é possível obter controle de torque a 0 rpm.

Resumo bem didático:
www.dca.fee.unicamp.br/~rangel/controle/home-page/*inversor*2.doc

A resposta a lebre levantada pelo Alfredo, porque em vários projetos
usam motor com tensão bem menor do que a tensão do banco de baterias:
Com o uso de inversor vetorial por fluxo, dada a tensão nominal do
motor, é possivel obter um número x de torque. Com tensão mais alta
disponível no sistema, é possivel extrair muito mais torque em
baixíssima velocidade num sistema vetorial do que num escalar.

Kraftwerk


Kraftwerk escreveu:

Kraftwerk

unread,
Feb 24, 2009, 9:25:32 AM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
E a resposta do porquê se aplica melhor em VE em termos de eficiência,
se entendi corretamente, em rotação mais baixas, o vetorial por fluxo
"esquenta" o motor menos que um escalar, pois controla frequência
independente da tensão, podendo aplicar tensões menores ainda. Menos perdas.

E em altas rotações, onde há o enfraquecimento de campo, tendo maior
tensão disponível, ele pode compensar melhor essa característica dos
motores, aplicando maior tensão para obter um pouco mais de torque.

Em resumo, um motor acionado por inversor vetorial por fluxo fica "mais
elástico" ainda

Kraftwerk escreveu:

Flavio Alexandre

unread,
Feb 24, 2009, 9:22:12 AM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Kraftwerk,
Um inversor V/F escalar, simula uma rede elétrica, apenas com a vantagem de variar a frequência.
É um controle muito primitivo, o qual se estabelece uma proporção fixa entre a frequência e a tensão que está sendo entregue ao motor. Assim, querendo que um motor de 60Hz x 220v funcione na metade da velocidade, o inversor entrega 30Hz x 110v, para 75% da velocidade, o inversor entrega 45Hz x 165v. E assim por diante mantendo a proporção.
Sabe-se que um motor de indução ligado na rede elétrica, mesmo sem carga nenhuma no eixo, ainda consome uma boa potência, bem acima de seu único consumo mecânico significativo, que são as pás que o refrigeram.
Isso deixa espaço pra alterar a proporção V/F e deixar apenas tensão o suficiente pro motor se manter na rotação desejada com o dado torque consumido no eixo. Isso com a menor potência possível.
É o que um controle vetorial faz. E além disso também altera o escorregamento, optimizando dinamicamente pra qualquer condição de torque.
Sei que alguns aqui talvez não acreditem, mas fiz um teste no meu inversor colocando tensões baixas na entrada DC e observei a máxima rotação que conseguia fazer com a dada tensão. No motor de 2CV consegui pouco mais de 1,000 RPM com 12v. É claro que sem carga no eixo, apenas a ventoinha interna. Coloquei então uma bateria de 9v, aquelas quadradinhas de rádio-relógio. Chegou a 200 RPM, mas vi que a tensão da bateria tinha caído pra menos de 6v, estava meio fraca. E pra a minha surpresa, mais tarde descobri que o motor estava configurado pra 380v, ou seja, baixando pra 220v esses RPMs aumentam.
Resumindo, se você está exigindo o máximo torque do motor, então um controle V/F não vai ser ruim. Mas se você está variando e usando pouco torque, a diferênça é brutal. Tenho o datasheet de um motor de 15CV 4 pólos da WEG, que diz consumir 37.5A no torque máximo e 18A a vazio. Com um inversor bom, deve cair pra 1A ou 2A a vazio.
Por isso a necessidade de um bom inversor trifásico pra VE.
Abraço,


2009/2/23 Kraftwerk <f...@visaonet.com.br>



--
Flávio Alexandre

Alfredo

unread,
Feb 24, 2009, 5:32:18 PM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Neste caso, dos inversores WEG que apresentei aqui (CFW10, CFW-08 e
CFW-09), apenas os 2 últimos são vetoriais, sendo que o último tem
controle com e sem sensor. Seriam os mais adequados para VEs.

E no caso de tensão sem carga, em um motor controlado por inversor
escalar, que permanece com alta amperagem, a saída seria cortar a
energia quando se tirasse o pé. Ou isto não resolveria?

Abraços
Alfredo


Flavio Alexandre escreveu:
> 2009/2/23 Kraftwerk <f...@visaonet.com.br <mailto:f...@visaonet.com.br>>
> <mailto:f...@visaonet.com.br> <mailto:f...@visaonet.com.br

Flavio Alexandre

unread,
Feb 24, 2009, 5:39:30 PM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Em um inversor escalar, se tirar o pé a frequência diminui e o motor freia (regeneração).


2009/2/24 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br>



--
Flávio Alexandre

Alfredo

unread,
Feb 24, 2009, 5:46:23 PM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Falo de acionar contactores no início do curso do pedal. Ao se retirar o
pé eles desligariam as 3 fases do motor. Isto junto com o inversor
escalar. Mas a idéia de "regenerar" como freio motor até que não é ruim.

[ ]s
Alfredo


Flavio Alexandre escreveu:
> Em um inversor escalar, se tirar o pé a frequência diminui e o motor
> freia (regeneração).
>
>
> 2009/2/24 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br
> <mailto:alfred...@yahoo.com.br>>
> <mailto:f...@visaonet.com.br> <mailto:f...@visaonet.com.br
> <mailto:f...@visaonet.com.br>>>
> >
> >
> > <mailto:f...@visaonet.com.br <mailto:f...@visaonet.com.br>>>>

Flavio Alexandre

unread,
Feb 24, 2009, 6:33:54 PM2/24/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Mesmo colocando contactor no início do curso, daria um tranco antes de desligar.
Regenerar é sempre bom!
Por falar nisso o Tzero conseguia 0,3G de aceleração quando regenerava. Isso já é suficiente pra desacelerar de 100Km/h a zero em menos de 10s. Muito bom, nem precisa de freios com muita frequência.


2009/2/24 Alfredo <alfred...@yahoo.com.br>



--
Flávio Alexandre

Alfredo

unread,
Feb 25, 2009, 7:40:58 AM2/25/09
to Veiculos-...@googlegroups.com
Mop2,

Faz sentido sim. Como o Kraftwerk comentou logo em seguida a corrente
sobe muito. Se não controlar a tensão em baixa rotação provavelmente
teremos problemas de sobre corrente. Assim circuitos simples que apenas
variem a freqüência não são os mais indicados para fazer um motor de
indução funcionar. E que este é um tipo de controle muito simples e
fácil de fazer. Mas não dispensa o uso de um PWM associado.
Obrigado pela ajuda.

Abraços
Alfredo


mop2 escreveu:
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