Soft e Inversor (Aula 3)

SOFT–STARTER E
INVERSOR DE FREQUÊNCIA
– PRINCÍPIOS DE
FUNCIONAMENTO,
DIAGRAMA EM BLOCOS E
APLICAÇÕES
Disciplina: Máquinas e Comandos
Elétricos
(ELETROMECÂNICA)
Prof.: Luiz Fernando Privatti
Partida suave – Soft Starter
Chaves de partida suave Soft-Starters

As Chaves de partida suave tipo Soft-Starters
são acionamentos eletrônicos utilizados para realizar a
partida, parada e proteção de motores trifásicos de
indução tipo gaiola de esquilo em corrente alternada.
São alimentados com a rede trifásica alternada e
através de uma ponte trifásica tiristorizada controlam a
tensão CA aplicada ao motores trifásicos de indução tipo
gaiola de esquilo em corrente alternada.
Principio de funcionamento
- Equipamento projetado para

PARTIR, PROTEGER e Parar motores de
indução trifásicos, ajustando o ângulo de
disparo de tiristores controlando a tensão
aplicada ao motor.
Princípio de Funcionamento
Baseia-se:
Na utilização de TIRISTORES (SCR´S), sendo que estes são comandados
(ângulo de disparo) por uma PLACA ELETRÔNICA DE
CONTROLE que através do USUÁRIO: Ajusta a tensão nos bornes
do motor suavemente até atingir o valor nominal.
Circuito de Potência:
□ É onde circula a corrente que é fornecida ao motor.
□ É constituída por:
□ TIRISTORES e suas proteções (snobber - evitar dv/dt);
□ TC´s (Transformadores de Corrente - limitar a corrente).
Circuito de Controle
□ É onde estão os circuitos de:
□ Comando, monitoração e proteção do circuito de potência;
□ Comando, sinalização e interface homem-máquina;
□ A maioria utiliza MICROPROCESSADOR.
□ As mais baratas possuem controle ANALÓGICO.
Circuito de potência controle nas 3
fases
L1 U
L2 V
M
L3 W
Chave SSW
Controle em duas ou três fases
duas fases três fases
Diferenças
Custo Menor Maior
Carga Leve ou Média Pesada
Corrente Desbalanceado Balanceado
107
Exemplo de chaveamento dos

tiristores da fase L1 - U
Tiristor 1
U(v) Tiristor 2
T (S)
Rampa de aceleração Tensão plena

Perdas nos tiristores
Perdas (W)
Na partida
Em regime
Tempo (s)
Comparativo Entre Métodos de Partida
Corrente
Partida Direta
Partida
Estrela-Triângulo
Soft-Starter
In
Tempo
Diagrama de Blocos – Soft Starter
Principais Funções (programáveis)
Rampa de tensão na aceleração:

- Controle da tensão eficaz através da variação do ângulo de disparo dos tiristores.
- Ajusta-se o TEMPO e a TENSÃO DE PARTIDA (Up) da rampa.
- O tempo para acelerar de 0 ao valor nominal DEPENDE da relação MOTOR/CARGA.
Rampa de Tensão na Desaceleração:

A parada do motor através da SOFT-STARTER pode-se por:
- INÉRCIA: leva-se a tensão de saída a 0, logo C = 0, e a ω ↓ até que a K = 0.
-CONTROLADA: reduz-se gradualmente a tensão de saída até um valor mínimo em um tempo pré-
definido. Ou seja, V ↓, C ↓, s ↑, e ω ↓. Utiliza-se em aplicações que necessitam de uma parada suave
(transportadoras) e para diminuir o “golpe de aríete” nas bombas centrífugas.
Kick Start:
Utiliza-se quando a necessidade de um esforço extra (alto conjugado).
- Aplica-se uma Uk > Up.
- Para este pulso o AMPLITUDE e a DURAÇÃO são programáveis.
- Só deve ser utilizada em casos estritamente necessário devido a corrente de partida ser elevada
(partida severa), o que contraria a utilização da soft-starter (partida suave).
Limitação de Corrente:
É útil para acelerar uma carga com elevada INÉRCIA.
O sistema Rede/Sof-Starter fornece SOMENTE a corrente necessária.
Garante: acionamento suave e viabiliza a partida em locais onde a REDE encontra-se no LIMITE de sua
capacidade.
Utiliza-se quando: a rampa simples não tiver sucesso e quando Up for próxima dos níveis de outros
sistemas de partida.
Pump Control:
Utiliza-se especialmente para sistemas de bombeamento.
- É uma configuração pré-programada para este tipo de aplicação.
- Estabelece:
rampa de tensão na aceleração;
rampa de tensão na desaceleração (minimiza o golpe de aríete) e
habilitação de proteções (de seqüência de fase e subcorrente imediata [ escorvamento]).
Economia de Energia:
- Altera o ponto de operação do motor (otimização).
- A tensão aplicada VARIA proporcionalmente à demanda da carga.
- Desvantagens:
• Só é aplicável a cargas inferiores a 50% da nominal (isto é impraticável devido ao custo de um motor
sobredimensionado).
• Geração de harmônicas na tensão e na corrente (provoca danos e redução da vida útil dos capacitores
para correção do fator de potência, sobreaquecimento de trafos e interferências em equipamentos
eletrônicos)
• Variações no fator de potência.
Principais Proteções:
Sobrecorrente imediata na saída (E06):

Ajusta-se o TEMPO e a CORRENTE MÁXIMA de saída para o motor.
Seqüência de fase invertida (E07):

Alguns modelos só funcionam se a seqüência estiver correta.
Assegura que cargas sensíveis a inversão do sentido de giro sejam DANIFICADAS (bombas).
Defeito externo (E08):

Atua através de uma ENTRADA DIGITAL programada.
Dispositivos de proteção externos acionados: relês auxiliares, etc.
Falha nos tiristores:
Detecta a FALTA de alguns dos tiristores, BLOQUEIA os pulsos de disparo e ENVIA mensagem de
ERRO.
Erro de programação (E24):

NÃO ACEITA alterações incorretas de um valor já definido.
Ocorre nas alterações dos parâmetros com o motor desligado.
Erro de comunicação serial (E2X):

Não aceita um VALORALTERADO ou TRANSMITIDO incorretamente pela porta serial.
Erro na CPU:
Ao ligar, a CPU faz uma AUTO-DIAGNOSE e verifica os circuitos essenciais. Em caso de problemas:
BLOQUEIA os pulsos dos tiristores e ENVIA uma mensagem de ERRO. Interferência Eletromagnética
(EMC) também habilita esta proteção.
Variação de velocidade Inversor de
frequência
Inversores de frequência
Os conversores de frequência ou simplesmente inversores de
frequência, são dispositivos eletrônicos utilizados para proteger e variar
a velocidade de motores trifásicos de indução tipo gaiola de esquilo
em corrente alternada.
Tem como principio de funcionamento uma ponte
retificadora CA/CC a diodos na maioria dos inversores, um circuito
intermediário em corrente continua com um banco de capacitores
para estabilizar a tensão CC, e uma ponte inversora a transistores
do tipo IGBT para criar a forma de onda com tensão e freqüência
variável na saída para o motor.
Variação de velocidade
Inversor de frequência
Vantagens do Inversor de Freqüência
✓Varia a velocidade do motor mantendo o torque;

✓Indica condições de funcionamento do motor;
✓Permite comando e controle a distância;
✓Protege o motor eletricamente;
Variação de velocidade
Inversor de frequência
Vantagens do Inversor de Freqüência
✓Atende qualquer aplicação com motor de indução;

✓Proporciona ECONOMIA DE ENERGIA;
✓Pode ser reprogramado infinitas vezes;
Equacionamento Básico da
Máquina Assincrona
Onde :
n = 120 . f . (1-s) n = Velocidade do motor
p f = freqüência
s = escorregamento
U p = número de pólos
f  = fluxo magnético
U = Tensão
C   . I2 C = torque
I2 = corrente rotórica
Variação de velocidade Inversor de
frequência
Funcionamento
Retificador Link DC Inversor
Tensão alternada Tensão retificada Tensão contínua no link cc Tensão alternada PWM
Inversor Escalar e Inversor Vetorial
Basicamente os inversores de freqüência estão classificados em dois modelos:

“escalar” e “vetorial”. O primeiro modelo, o inversor do tipo escalar, foi o
primeiro modelo elaborado pela indústria. Os primeiros inversores produzidos
trabalhavam neste modo, o segundo modelo, o inversor tipo vetorial, nasceu de
uma necessidade de melhorar a performance do dispositivo, já que no modelo
escalar a curva de torque aplicada ao motor e, conseqüentemente a carga, são
limitadas.
Inversor Escalar X Inversor Vetorial
Principais Parâmetros do Inversor de Frequência
IHM - Inversor
Exemplo de Aplicação de um Inversor
Bibliografia:
1 - H6 – Acionamento Eletrônico através da Soft-starter. Prof. Dr. Emerson S. Serafim.

Disponível em:
https://wiki.ifsc.edu.br/mediawiki/images/f/fb/Aula_7_Acionamentos_Eletricos_H6_Soft-
Starter.pdf. Acessado em: 07 de dezembro de 2022.
2 - Métodos de partida. WEG. Disponível em:
http://www.eng.uerj.br/deptos/professor/179/FEN_4_3521/FEN_4_3521_200_-
_Metodos_de_partidas_comando_e_protecao.pdf. Acessado em: 07 de dezembro de
2022.
3 - Introdução aos Inversores de Freqüência. Disponível em:
https://www.engelogic.com.br/download/inversores-frequencia.pdf. Acessado em: 07 de
dezembro de 2022.

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- Equipamento projetado para

duas fases três fases

Exemplo de chaveamento dos

Rampa de aceleração Tensão plena

Comparativo Entre Métodos de Partida

Rampa de tensão na aceleração:

Rampa de Tensão na Desaceleração:

Sobrecorrente imediata na saída (E06):

Seqüência de fase invertida (E07):

Defeito externo (E08):

Erro de programação (E24):

Erro de comunicação serial (E2X):

✓Varia a velocidade do motor mantendo o torque;

✓Atende qualquer aplicação com motor de indução;

Retificador Link DC Inversor

Basicamente os inversores de freqüência estão classificados em dois modelos:

1 - H6 – Acionamento Eletrônico através da Soft-starter. Prof. Dr. Emerson S. Serafim.

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