Blog

Quando se trata da palavra “AC drive” em diversas ocasiões, é um dispositivo que controla o número de rotações de motores, que são carregados por exemplo em condicionadores de ar, geladeiras e lâmpadas fluorescentes e até mesmo elevadores ou trens-bala. No caso do ar condicionado, o inversor de CA altera o número de rotação dos motores e você pode manter uma temperatura confortável ajustando o volume do ar.

Como um inversor de CA controla a rotação para não girar os motores mais do que o necessário, ele contribui para a economia de energia e a redução de CO₂.

 

História

Nascimento de Drives de Motor de Velocidade Variável e Drives AC
Nos últimos anos, os acionamentos de motores de velocidade variável estão centrados na tecnologia de controle de velocidade dos motores CA, como motores de indução e motores síncronos. Mas, na verdade, os motores CC têm sido amplamente usados ​​por um longo tempo como representantes de acionamentos de velocidade variável devido à facilidade de controle de velocidade. Ao mesmo tempo, os motores CC requerem uma manutenção regular, bem como a substituição das escovas por causa dos comutadores e peças de desgaste, e havia um problema que não era possível aplicar em ambientes adversos, como locais empoeirados. Portanto, o desenvolvimento técnico que pode tornar o controle de velocidade de motores CA tão fácil quanto os motores CC era esperado.

Em 1958, a GE dos EUA desenvolveu um dispositivo semicondutor tiristor com capacidade de controle e abriu o caminho para o acionamento de velocidade variável de um motor de indução por um acionador CA. “Inversor CA (ou inversor)” significa “transformação inversa”. O inversor CA ou dispositivos inversores podem controlar o número de rotações, que é a velocidade do motor CA, convertendo CA (trifásico ou monofásico) uma vez em CC, e convertendo este CC em novamente "CA trifásico cuja frequência pode ser alterado de forma flexível ”. Para converter corrente contínua em corrente alternada, usamos um tiristor de dispositivo semicondutor que pode realizar essa comutação.

 

A limitação do tiristor

O desenvolvimento técnico do drive AC de Yaskawa remonta à década de 1960. Naquela época, o tiristor de resposta lenta era usado para os inversores de frequência. A tecnologia de controle também é baseada principalmente no controle V / f de um motor de indução que controla para tornar a relação de tensão e frequência aplicada ao motor de indução constante, e a faixa de controle de velocidade é de cerca de 1:10 ou menos, a resposta não é tão rápido e a velocidade variável simples foi aplicada a aplicações com flutuações de carga relativamente baixas. Um motor DC controlável foi usado em aplicações onde o controle dinâmico de alta velocidade era necessário. Os tiristores têm limitações em seus esforços para popularizar os inversores de frequência em várias aplicações.

 

Primeiro Transistor AC Drive do Mundo

Sob essas circunstâncias, Yaskawa trabalhou no desenvolvimento de um conversor de frequência que usa transistores de potência capazes de comutação de alta velocidade em colaboração com fabricantes de semicondutores. Superando anos de tentativa e erro e muitas dificuldades, a Yaskawa teve sucesso no desenvolvimento de um acionamento de motor de alta velocidade para máquinas-ferramentas e alcançou a comercialização do primeiro acionamento CA de transistor controlado por PWM do mundo (VS-616T) em 1974. Desde então, ela comercializou vários drives AC com transistor e começou a liderar o desenvolvimento tecnológico de drives AC.

No entanto, o sistema V / f foi adotado como sistema de controle naquela época, e não era o ideal em termos de faixa de controle de velocidade e precisão de controle de velocidade. Ela decidiu desenvolver o controle vetorial para fazer um motor de indução robusto e estruturado ter as mesmas características de controle de um motor CC.

 

Nascimento do controle vetorial

No início dos anos 1970, a SIEMENS anunciou o controle da orientação do campo magnético e a teoria de que o motor de indução poderia ser controlado da mesma forma que um motor DC. Os jovens engenheiros de Yaskawa estavam cientes do controle de orientação do campo magnético no artigo da revista técnica. Eles imediatamente encomendaram o jornal e deram um passo em direção à concretização da teoria. Naquela época, transistores de alta velocidade e alta potência estavam começando a ser colocados em uso prático, e a aplicação do controle instantâneo de corrente por PWM, previamente desenvolvido, possibilitou a concretização da teoria.

No entanto, como não havia dispositivos de multiplicação e divisão de alto desempenho, como analisadores de vetor e rotadores de vetor, que são necessários para operações de controle de vetor, o circuito foi finalmente projetado graças ao uso de milhares de peças individuais. Como resultado desses esforços, foi confirmado que o desempenho teórico foi exibido, e Yaskawa recebeu o Prêmio de Tecnologia Ohm pela invenção exclusiva do controle vetorial do tipo de controle de frequência de escorregamento prático que não requer um sensor de fluxo magnético. Com esta invenção, foi criado o controle vetorial no qual o motor de indução se move rapidamente conforme comandado como um motor de corrente contínua.

 

Aplicado ao controle vetorial

O primeiro caso a se aplicar para a unidade de controle vetorial ocorreu na instalação de lingotamento contínuo de uma usina siderúrgica em 1978. Havia muito gás nocivo e poeira, e a temperatura ambiente era de até 100 ° C, o que não era o ambiente onde o motor DC pode ser usado. Em ambientes onde uma ampla faixa de controle de velocidade de 1:40 é necessária, o controle V / f de um motor de indução não era viável. Isso foi possível graças ao controle vetorial, e o primeiro “Varispeed-626TV” foi lançado com o detector de velocidade e os recursos do motor de indução e o desempenho do controle vetorial. A aplicação desta unidade de controle vetorial foi ainda mais expandida, e a primeira instalação de fundição contínua sem manutenção e com capacidade total para CA do mundo foi realizada, e quase 100 rolos ainda estão trabalhando no campo. Desde então, devido à resistência ambiental, etc., o controle sem sensores que não requer um detector de velocidade agora é amplamente difundido.

 

Crescimento em resposta às necessidades do mercado

O acionamento do motor de indução pelo acionamento CA era inicialmente simples controle de velocidade variável, mas quando o acionamento de alto desempenho é colocado em uso prático pela aplicação do controle vetorial, o controle de torque foi capaz e levou à substituição do acionamento do motor CC . Além disso, percebeu a miniaturização, alto desempenho, funções múltiplas e alta confiabilidade por meio de avanços em circuitos digitais, transistores de potência e tecnologias de conversão de potência. Nos últimos dias, um acionamento de motor síncronohttp: //wwwe-mechatronics.com com um ímã permanente embutido também foi comercializado, e os inversores de frequência representando dispositivos eletrônicos de potência foram integrados com várias tecnologias de controle e foram desenvolvidos em resposta a muitas necessidades de mercado.

 

Fonte: https://www.yaskawa-global.com/product/inverter/history