arduino, eletrônica, robotica...
Inversor de Frequência
A algum tempo quero fazer um desse, mas ta me custando alguns neuronios, tanto na parte do programa quanto na parte de elétrica, andei pesquisando na internet porém não encontrei um projeto esclarecedor, únicos layouts que encontrei foram simples exemplos explicativos de uma ponte de diodos para retificação e igbts para fazer o chaveamento.
Gostaria de saber se alguém já se aventurou em construir um desses.
Estarei iniciando o projeto logo e postarei aqui sobre resultados.
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até Joe Nova em
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Jean
Fiz uma estimativa na MOUSER
e presumi algo..., acho que de componentes eletronicos nos EUA, se gasta no maximo $100.00, sem controlador e retificador.
se conseguir um preço final aqui no Brasil de R$ 1.000,00 , eu acho que o projeto já começa a ficar viavel... desde que encontre pessoas dispostas a pagar...rsrsrsrs
Item
Qte
Descrição
V. Unit
Tot
1
1
CI Drive, irs2334
$6.44
$6.44
2
6
IGBTs , irgr4045d
$3.16
$18.96
3
1
Placas de CI
$25.00
$25.00
4
1
Fonte SW 15 VDC (20W)
$30.00
$30.00
Total Geral
$ 80.4
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Permalink Responder até Wiechert em
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Olá Joe e amigos!
Muito interessante este tópico.
Sei que ainda estão sendo definidos as linhas gerais do projeto e características referentes a parte de potência, e não estou querendo me intrometer ou atropelar ninguém.
Tenho muita curiosidade em saber:
Qual é o objetivo final de vocês ao construir seus próprios inversores?
Hobby, apenas para dominar a tecnologia? Fins didáticos? Uso próprio? Fins comerciais? Qual delas?
Estou perguntando pois dependendo da finalidade, mudam os requisitos de controle, IHM, canais de comunicação, acessórios, etc.
Estou acompanhando o tópico e espero poder contribuir em algo neste projeto.
Abraço a todos.
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Ola Marcos
É muito bom ve-lo de volta, por aqui. Ainda não temos um unico propósito definido por enquanto é mais busca por conhecimento.
O que acarreta muita curiosidade é que embora os propósitos possam ser diferentes o hardware muda relativamente pouco desde que mantido o nível de potencia no caso 1/2 HP
De um controle de velocidade em malha aberta, a um posicionador de precisão em malha fechada há muito em comum, em se tratando de inversor de frequencia.
Então estamos tentando definir em placas separadas:
1 - Retificador , resistor de pré carga e fonte não isolada
2 - Chaveador, discreto, hibrido ou módulo
3 - Realimentação corrente, tensão temperatura, encoders
4 - Controlador Arduíno, Dsp...etc...
Fazendo desta forma talvez consigamos reunir os interesses em comum. agilizando o desenvolvimento das idéias.
Qto a interface eu gostaria de uma unica porta serial EIA-485 para que futuramente pudessemos até colocar mais de um controlador em uma linha de comunicação paralela, em um braço robótico por exemplo.
abços
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Olá Joe,
Sim, concordo que o "grosso" da parte de potência dos inversores não varia muito, e vocês estão mesmo bastante avançados. Arriscaria a dizer que a potência é a parte mais fácil do projeto, sendo a parte de monitoração e controle do motor a parte mais crítica e desafiante do projeto, mas com calma e a troca de idéias com certeza chegaremos a bons resultados .
Também acho interessante a ideia de se fazer os blocos em partes (placas) separadas, facilita a montagem de protótipos para fins diferentes, além de serem mais didáticos.
Uma porta EIA-485 é realmente o hardware de comunicação mais comum, e o MODBUS-RTU seria uma boa opção de protocolo tanto para aplicações industriais, domótica, didáticas, TCCs, etc. E aqui no LDG já tem bons tópicos sobre o assunto MODBUS - supervisórios.
Em relação aos I/Os, acho que o básico seria mesmo umas 3 ou 4 entradas digitais para comando remoto (botoeiras/comando de partida/parada/reversão/reset)e um ou dois relés para sinalizar algo como o funcionamento ou falha ou ainda ser uma opção para ligar algum comando auxiliar. Uma entrada e uma saída analógica de 4-20mA e/ou 0-5V também podem ser facilmente adicionadas, e podem ser uma saída interessante para comandar a velocidade do motor através de comando remoto tradicional (potênciometro) ou com um CLP sem usar a porta de comunicação.
Tenho sugestões para estes circuitos prontos e testados, e se for de interesse, posso postar os mesmos quando o projeto chegar nesta etapa.
Abraço.
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Permalink Responder até Jean R Vicente em
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Wiechert,
concordo com voce, também acho a parte de potencia a parte mais fácil deste projeto...digamos que é apenas "força bruta"....o controle que é a parte complicada.
Essa especificação que voce passou é a mesma dos inversores mais comuns no mercado e também acho que podemos usar essa configuração para guiar o projeto.
Na verdade era mais ou menos essa configuração final que eu imaginava, mas como ainda estamos discutido a parte de potencia, ainda nao havia lançado a idéia...
Abraço
Jean
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Jean,
Sim, essa é a configuração "feijão com arroz", as misturas cada um coloca no prato ao seu gosto. rsrsrsrs... Mas brincadeiras a parte é exatamente oque os grandes fabricantes como Siemens, Danfoss, WEG fazem, colocam um modelo básico e os clientes compram os opcionais que precisam. Como IHMs, placas de comunicação para os field buses do mercado como Profibus-DP, Device NET, Modbus-RTU, Foundation Netbus, ASI-Bus. Mas isso é a "cereja do bolo", realmente temos ainda muito trabalho até chegarmos ao ponto de nos preocuparmos em acionamento remoto e redes.
Estou dando uma pesquisada nos applications notes da microchip, eu me lembro de já ter visto vários projetos lá, obviamente todos com PIC ou DSPIC. Mas o importante é que a documentação é bem completa com fluxogramas da lógica de controle, que sempre pode ser convertida para o MCU que for usado no projeto. Conforme for garimpando, coloco aqui, mas me lembro de já ter mencionado os AN967 e AN899.
Abraço.
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Permalink Responder até Jean R Vicente em
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Wiechert,
sim, eu trabalho com esses equipamentos todos os dias, por isso eu já tinha em mente uma configuração básica para eles...
E voce lembrou muito bem, precisamos de uma ihm!
Só acho que a comunicação com a ihm pode ser qualquer uma, até mesmo rs485 básico, e depois colocamos uma porta Profibus ou Device Net pra comunicar com os periféricos....
Se bem que isso podemos definir mais pra frente pois ainda tem um bom caminho até chegar na nesse ponto....
Carlos,
Não quero ficar criando "polemica" aqui, mas ao meu ver, a parte de potência é só dimensionar bem os componentes, por exemplo um inversor de entrada 220Vca utiliza um modulo IGBT de 600V, justamente por causa de todos esses transitórios e efeitos da carga indutiva.Com isso nao é necessário nenhum snubber em cima dele, pois ele já possui o diodo anti paralelo internamente e já é o suficiente, ou pelo menos é oque os fabricantes fazem....
Um drive do tipo dos AN967 ou AN899 já tem todas as proteções necessárias para o gate e já aplica corretamente os pulsos nos gates, criando o Rise time e o Fall time corretos e compensando as cargas dos gates e as capacitancias parasitas...
O resto, aí é coisa do software....frequencia de chaveamento, dead time e principalmente a verdadeira estratégia de chaveamento.....
Toda a parte de potencia é "burra" , ela só vai fazer efetivamente oque o controle mandar. Se o controle mandar chavear errado, vai estourar mesmo e não existe proteção que segure essa porrada! :-)
Enfim, como eu disse no inicio, nao quero criar polemica...só estou colocando meu ponto de vista sobre o assunto pra gente poder discutir a melhor saida para o projeto.
Abraço
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Permalink Responder até Carlos Machado em
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Só para contradizer, não acho a parte de potência simples e nem a mais fácil, pois quando começa a se envolver com alta tensão, carga indutiva, os transitórios gerados, fazem com que componentes explodam, isto exige uma série de cuidados, como filtros snubers, controle de Dead-time dos transistor, corrente de fuga RBSOA e FBSOA. Não é o que parece, em termos de simplicidade. Sem falar na frequência de chaveamento que você quer aplicar, seus efeitos nos transistores, pois tem a limitação em relação aos tempos de atraso, o Rise Time, Fall Time, as cargas armazenadas no gate, capacitâncias parasitas...e assim vai.
O Software é muito mais fácil, pode ter certeza disso.
O
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Carlos,
Nem o céu nem o inferno, equíibrio é tudo na vida, o projeto para ser bem sucedido tem que ter hardware e software eficiente e robusto.
De nada ter uma super algoritmo em um circuito de potência ruim, assim como ter contrário também não funciona.
Como você mesmo escreveu acima, proteção e controle tem agir juntos.
Um sem o outro não dá, um bom conjunto é tudo.
Abraço.
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Bom dia!
Não estou criando polêmica, não é o meu intuito, expressei a minha opinião, pois fiz um inversor para um caso específico, cujo desenho se encontra disponível e por experiência, considero todas as etapas importantes e cada uma com seus detalhes que devem ser levados em conta para se fazer um bom projeto.
Abraço.
Em tempo: Todo o projeto em que tem um grupo de pessoas dedicadas a um único propósito é necessário que haja isto que estamos fazendo, discutindo, colocando pontos de vista, fazendo BRAIN STORM, o amadurecimento de um bom projeto depende disso.
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Permalink Responder até Jean R Vicente em
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exatamente, um bom e velho Brain Storm pra levantar as grandes idéias!
Que bom que voce nao levou a mal.
Abraço
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Olá Marcos
Os CIs de alta tensão e alta velocidade (para os padrões atuais) facilitaram em muito este projeto.
A idéia de placas separadas é para que um maior no. de pessoas possam participar e trocar hardware entre si, e de quebra aumentando a base de conhecimento.
Um sistema de desenvolvimento comercial para motorização normalmente se limita a demonstrar os dispositivos do fabricante.
Uma IHM é indispensavel , não poderemos ficar o tempo todo dependendo de um PC e um aplicativo de comunicação para ver o motor rodar.
De inicio podemos pensar em um protocolo com 10 frases de comamdo em ASCII e umas 5 de respostas (status).
No momento do projeto da placa de realimentação vamos estudar sim os Loops de corrente de 4-20mA, que são muito comuns em acessórios para plantas industriais.
Ah sim não podemos esquecer das I/O, para os fins de curso !
abços
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