Inversores Trifásicos - Funcionamento e Space Vector PWM
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- Опубліковано 8 вер 2024
- Os inversores trifásicos são conversores estáticos utilizados em inversores de frequência, para o controle de máquinas elétricas, na geração fotovoltaica, geração eólica, UPS, e muitas outras aplicações de maior porte. Neste vídeo vamos discutir a estrutura do inversor mais comumente utilizado, o seu funcionamento com PWM senoidal e Space Vector PWM.
📽 Saiba mais sobre PWM: • PWM comum e PWM Senoid...
📘 Livro de Eletrônica de Potência do Daniel Hart: amzn.to/3DRxaMc
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O Professor Thiago de Oliveira é prof. Adjunto do Departamento de Engenharia Eletrônica da UFMG, uma das melhores instituições de ensino e pesquisa em Engenharia Elétrica do país e membro gestor do Grupo de Eletrônica de Potência da UFMG, um grupo de pesquisa dedicado à pesquisa e desenvolvimento de conversores estáticos. Com mais de 12 anos de experiência em ensino de eletrônica, o professor Thiago trás uma visão didática dos conceitos de eletrônica, de modo a passar o conteúdo necessário, sem contar a história pela metade, mas de forma descomplicada.
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Conteúdo excelente. Muito Obrigado por compartilhar um pouco do seu conhecimento. No entanto, eu não entendi muito bem a explicação de chaveamento (2:51), como a corrrente negativa (0V) passa pelo diodo sendo que a polarização do diodo está inversar para sinal negativo vindo da fonte? Eu pensava que esse diodo servia para circular a corrente gerada na carga caso fosse indutiva. Teria como você me explicar um pouco mais detalhado, para um mero mortal? kkkk
Parabéns professor Thiago. Melhor explicação que já vi no UA-cam sobre svpwm.
Precisão de cada sinal , senoidal sendo precisamente usada, chega dar um no 🧠, mas e interessante demais ❤
muito bom cara!
boa tarde. não foi fácil encontrar um vídeo neste nível de informação. Muito bom
Sua didática deixa o conteúdo muito melhor de se estudar. Está de parabéns, professor.
Obrigado demais
Não somente domina o conteúdo, quanto a didática é excelente! Parabéns professor.
Muito obrigado
Cara esse seu vídeo foi foda. Procurei de mais e foi dificl de achar. Muito dificl. Vou compartilhar no grupo da energia solar off-grid que sou entusiasta. Estava tentado achar uma maneira de peoteger o inversor off-grid e cheguei a conclusão que deveria ser algo na dua saida AC que sincornizasse com a rede elétrica. Caso uma contara correte da rede elétrica voltasse para o inversor quando a chave de transferência automática falhasse. Vc explicou muito bem
Muito obrigado, os vídeos ajudam muito na minha iniciação cientifica
Excelente
Excelente didática, conhecimento de alto nível e ainda por cima uma ótima dicção
Tem algum video do canal sobrea somulação de inversores no PSIM?
Excelente video!!
Cara, de inversores eu num fiz ainda não. Tem de retificador controlado
@@EltGeral uma ideia legal é um sistema fotovoltaico conectado a rede.
Comecei assistir, porque pensei que fosse inversor de tensão. Eu uso o inversor de frequência também, mas estou montando um MPPT de onda senodal pura de 6000W RMS 😂😊
baita aula, tá de parabéns
Ótimo conteúdo!
Muito bom o vídeo, prof. Thiago. Lembro-me de você na UFMG, quando ainda não era professor.
Estou buscando materiais que mostrem como implementar o SVPWM (a primeira forma que você explicou, não a modificação do SPWM) no Matlab/Simulink. E não tem sido simples de encontrar, os materiais geralmente ou não mostram alguns detalhes importantes ou mostram bem por alto.
Seu vídeo ajudou bastante no entendimento.
Obrigado.
Show amigo muito bom seus vídeos
Boa noite, Prof. excelente aula e uma ótima explicação, terá mais aulas desse conteúdo.
Sobre inversores? Vai depender do que a comunidade pedir, o básico sobre inversores é o que está nos dois vídeos. Mas tem sim, muito mais coisa, um pouco mais avançada (multiniveis, diferentes métodos svm, injeção de sequência zero com perfis diferentes, inversores ressonantes, etc), mas por serem mais avançados os conteúdos, se não for de interesse da comunidade do canal, eu prefiro fazer sobre outras coisas de Eletrônica de Potência
Muito bom o vídeo! O trem é bem complexo, hein!
No caso em que o inversor tem um conversor DC para elevar a tensão no barramento (boost PFC), este problema do nível de tensão da senoide de saída é eliminado, correto?
Muito obrigado! Abração.
Oi, sim, se você garantir um barramento cc maior do que 2 vezes o pico da senoide que vc quer sintetizar, pode usar o pwm senoidal de boa. É o que fazemos em inversores solares e No-breaks monofasicos, por exemplo
Excepcional o vídeo e a didática! Meus parabéns professor.
Parabéns !!! excelente vídeo .
Vídeo top professor parabéns 👏👏👏 qual a diferença entre esse inversor para o inversor dos aparelhos inverter de ar condicionado que os motores são denominados BLDC?
Oi, do ponto de vista de estrutura é a mesma coisa, mas o comando é diferente.
@@EltGeral ok . Mas teria diferença na forma de onda ?
@@carlinhossilva1520 oi, sim, no caso do BLDC não se injeta uma onda PWM senoidal, mas uma onda quadrada entre dois enrolamentos por vez, é como se o inversor funcionasse como três pontes H entrelaçados.
Bom ótimo.
Aula FOD... !
Olá Prof. boa aula, o Sr. poderia mostrar com Amplificador operacional como colocar a triangular, a modulante, e a sequencia zero
Oi José, com ampop e de forma analógica, num é impossível, mas fica muito, mas muito difícil. A gente faz a implementação digital, com dsp, ou algum ci dedicado
Olá, felicitações, acho que já posso me considerar um técnico na área de elétrica e eletrônica, depois de 50 anos trabalhando nos ramos, rsrsrs.
Gosto muito de suas aulas e gostaria de fazer uma pergunta relacionada aos inversores, os motores assíncronos e brushells geram uma energia de retorno, como os inversores lidam com isso?
Oi Joan, todo inversor (o conversor) é bidirecional, quando o motor devolver energia, durante uma frenagem por exemplo, o inversor vai entregar essa energia pra sua fonte cc (pode-se ter um controle especifico para a frenagem, mas mesmo se não houver, essa manipulação da energia acontece). Agora como a fonte cc lida com essa energia vai depender do tipo de equipamento. Os inversores de frequência podem ter um retificador a diodos antes do inversor, aí como o diodo não devolve energia pra rede, essa energia de frenagem (vamos chamar assim) vai para os capacitores do barramento entre o retificador e o inversor e a tensão desse barramento vai subir, pra evitar que isso destrua o inversor, existe um outro conversor pendurado ali chamado chopper de frenagem, que aciona um resistor em paralelo com o barramento para queimar essa energia extra. Agora, existem os inversores de frequência regenerativos, que possuem um retificador chaveado e bidirecional na entrada, esses, quando chega essa energia de frenagem, a direcionam para a rede elétrica.
@@EltGeral obrigado pela resposta, vi que é atencioso e ágil, bom sinal, consute o email.
Caraca quando tentei montar meu primeiro inversor pensei nisso sem conhecer teoria de vetor apenas por chaveamento.
Adorei o vídeo, muito bem explicado! Uma pergunta, por que para fazer o acionamento do motor deve fazer uma etapa de retificação seguida por uma de inversão , se pode - se ligar o motor diretamente a rede ?
Fala Samuel, o acionamento direto na rede ainda é utilizado em alguns lugares. O problema é que esse acionamento puxa uma corrente de partida muito elevada e como a frequência da rede é fixa, o controle de velocidade não é possível. Para este tipo de conexão, existem outras formas de acionamento, para contornar esses dois problemas: o primeiro é para reduzir a corrente de partida. Para isso se utiliza ou um soft-starter ou uma chave triangulo-estrela, porém ambas soluções não provém torque na partida, ao contrário do inversor de frequência. O controle de velocidade pode ser feito em motores com rotor bobinado, ao se modificar a resistência de rotor, nos motores em gaiola esse controle não é possível sem um inversor, mas de novo, a desvantagem é uma curva de torque não muito boa e uma perda de eficiência.
Na querendo me intrometer mas... Se falando de motor de indução ligado direto a rede, você até consegue controlar os picos de corrente de partida usando soft start, chave compensadora e partida estrela triângulo , porém você terá um motor sem controle , vai acionar a carga com a rotação nominal e o escorregamento na medida que a carga aumenta e pronto . O inversor é um drive, ou seja ele controla o motor , rampa de aceleração, desaceleração , você pode setar faixas específicas de rotação , fazer mult Speed, JOG, modular com uma realimentação analógica , fazer controle de torque e até mesmo de posicionamento se for realimentação com enconder no controle vetorial. Pode também usar um boost de torque nas saídas com cargas altas, enfim , pode fazer controle via rede a partir de um controlador externo com CLP, controlador single loop ou outros , se for um spindle motor você pode usar o inversor com até 400 hz por exemplo para atingir altas rotações , etc, etc
Mas é comum usar o inversor apenas na partida e parada também !
Pega um inversor de frequência com controle vetorial , IGBT de frenagem com resistor, realimentação com encoder absoluto de 24 Bits ligado a um motor sincrono PMSM e estará a um passo de um servo acionamento, ou seja : faz quase a mesma coisa e é mais barato e tem muitas aplicações intermediárias entre motion Control complexos como braços robóticos e CNCs ( que obrigatoriamente usam servo) e simple motion
Se elevar o link DC também não funciona não Professor? Só uma dúvida.
@@gilsongoes6536 o problema é que para se elevar a tensão de elo cc vc precisa utilizar algum retificador ativo e isso encarece muito o projeto do inversor de frequência, pois seria semelhante a um inversor regenerativo. Mas se a tensão subir, aí dá pra sintetizar a tensão sem o space vector sim
Opa. Não consegui compreender muito bem, como a tensao negativa flui no anodo do diodo, no braço inferior
O sentido completo da corrente, vai depender muito dos estados das seis chaves, o desenho que eu fiz não ocorre o tempo todo, pode variar, mas tem que lembrar que a saída de um inversor normalmente tem um comportamento indutivo, de modo que durante os ciclo de chaveamento o sentido da corrente não se altera no indutor, assim, se a corrente está saindo de um braço, quando o transistor superior estiver acionado ela flui pelo transistor e aí vai para a saída e quando o transistor inferior for acionado, como a corrente não pode mudar de sentido, ela tem que fluir pelo diodo.
Gostaria de saber ,qual o nome do software que utilizou para fazer o esquema elétrico?
Visio da Microsoft com uma biblioteca minha
Obrigado pela sua resposta
Olá, professor... Qual o(s) livro(s) usado para fazer esse material? Gostaria de ler um pouco mais sobre, agradeço desde já!
Oj Felipe, eu não usei nenhum material específico de consulta, eu trabalho com isso a tanto tempo que normalmente eu preparo as aulas de cabeça. Eu não conheço um livro didático bom que tenha essa parte de inversores trifásicos e SVM, mas talvez valha a pena conferir o livro Eletrônica de Potência do Daniel Hart. Um outro material bom são as apostilas do prof Pomilio da Unicamp: www.dsce.fee.unicamp.br/~antenor/elpot.html
@@EltGeral Muito obrigado
Não entendi o porquê de pegar a tensao entre o ponto (a) e o N, se na verdade a carga encherga é o Vab. Esse tem valor pico q pico de 2 x 311 conforme esperado
Você está pensando em apenas uma fase, pra sintetizar as três fases em 220Vrms e com defasagem de 120 graus entre elas, você obrigatoriamente precisa de 127V por fase-neutro (mesmo que o neutro seja ficticio), e com o SPWM e um barramento de 311V você não tem tensão disponível pra implementar esse comando, se tentar, a forma de onda satura.
Mestre é possível disponibilizar este material num arquivo PDF?
drive.google.com/file/d/12dyMUo3-gGRn50P0PaUOD-wxFSnd8bik/view?usp=sharing
Tem algum diagrama pra implementar em motor trifasico ?
Oi Hernane, no acionamento de motores usamos os inversores de frequência, que são equipamentos que possuem um inversor trifásico na sua saída. A conexão com o inversor é direta, liga os pontos centrais dos braços do inversor aos terminais do motor
Eu gostaria de projetar um inversor simples para ligar um motor trifasico em uma rede monofasica só estou com dificuldade em projetar o ocilador trifasico poderia meajudar
Parabens professor ,sou Roberto Caetano do rio grande do sul , qual teu email
eltgeral13@gmail.com
Por isso que o segredo da tesla não as baterias e nem motores e sim o inversor.
Eu diria que o ponto crítico na conversão de potência de um veículo elétrico é o IBDC, o inversor Tesla é um dois níveis SiC, tem pouca coisa misteriosa nele. A gente já desenvolve projetos SiC há mais de 10 anos, a Tesla tem um valor agregado elevado e por isso teve uma ótima aposta de usar modelos SiC, mesmo com o maior custo e conseguiu jogar a performance do inversor lá em cima e com a escala conseguiu reduzir o custo com o tempo. A gente já acompanha projetos SiC em fotovoltaica, nobreaks e em aeronautica, mas ainda tem barreiras de custo, compatibilidade e eficiência pra viabilizar no mercado, mas é só tempo.
@@EltGeral Muito obrigo isso esclareu tiversas duvidas até então pensei era usados IGBT obrigado o SIC tem um eficiência superior pelo que pesquisei rapidamente .
@@luizhenriquelimadomingues1733 sim ele na verdade é um mosfet que consegue ter tensões de bloqueio mais altas e com correntes altas, o mosfet de silício ou te dá alta tensão de bloqueio ou alta corrente. E aí as perdas de chaveamento em comparação aos IGBT caem vertiginosamente. Outro dispositivo que daqui a pouco vai estar fazendo muita revolução na indústria é o transistor GaN. Ele já é usado em fontes chaveadas de celular e outros portáteis, mas não demora estar nos sistemas de maior potência
Já passou da hora de começar a produzir eletrodomésticos com alimentação em CC para evitar os caríssimos inversores cheios de problemas para o consumidor e também para a rede elétrica com os diversos harmônicos poluindo a rede elétrica nacional. Com as linhas de transmissão em corrente contínua a perca de energia através da indução tende a zerar.
Eu pesquisei distribuição local CC no meu doutorado, as coisas não são tão simples assim.
Existem dois empecilhos a isso, o primeiro é de legado: a infraestrutura do sistema de transmissão/distribuição já é CA, para adotar um novo modelo é preciso trocar tudo (parte da fiação, torres, subestações, transformadores, etc) além de ter que se criar uma nova cadeia de produtos compatíveis com CC e desenvolver novas técnicas de projeto de instalações CC que ainda não existem (não é só tacar CC na rede CA, os níveis de tensão tem que ser diferentes, as proteções são diferentes, as tomadas tem que ser diferentes, as emendas de fios, etc). O segundo problema é de confiabilidade: não existe um substituto aos transformadores CA em termos de robustez, vida útil e taxa de falhas. A alternativa seria ou um SST (transformador de estado sólido), que na prática é um grande conversor com um retificador ativo e um conversor cc/cc isolado, ou um gigantesto sistema rotativo com máquinas CC (fora de cogitação pelo preço, volume e manutenção). Os SST são mais inteligentes, ocupam menos espaço que os transformadores CA, mas em termos de confiabilidade, a quantidade de componentes eletrônicos faz com que eles dificilmente sejam tão competitivos quanto os transformadores CA, pelo menos não no médio prazo. Para se ter uma métrica, a vida útil de um trafo de potência beira os 30 anos com muito pouca manutenção, já conversores de potência dificilmente passam dos 10/15 anos sem ter uma grande falha, isso sem contar que qualquer sobretensão queima o conversor. ]Esses fatores fazem com que dificilmente teremos distribuição CC em larga escala no futuro próximo.
Do ponto de vista dos consumidores, poderíamos ter distribuição CC do medidor para dentro, mas com uma rede de distribuição CA, seria preciso um retificador ativo na entrada da residência/comércio/indústria (ativo por causa do fator de potência), que na prática é um inversor com o fluxo invertido. Nesse sentido, você só está trazendo o problema do equipamento para a entrada da instalação, você ganha em alguns pontos, mas perde em outros, além de também elevar o custo de instalação pro cliente, pois a queda nos preços dos equipamentos dificilmente compensa o custo de comprar um conversor que deva suportar o pico de potência de uma instalação, além da necessidade de trocar todas as tomadas e disjuntores, bulbos, etc.
Se eu tiver que fazer uma aposta, pelo menos para o meu horizonte de vida (mais uns 60 anos aí), a rede ainda vai ser CA e talvez tenhamos pequenos trechos CC nas nossas instalações ou instalações muito específicas (como Datacenters, por exemplo), mas ver tudo CC, acho muito difícil.