Tipos de acionamentos eletroeletrônicos
Los variadores eléctrico-electrónicos incluyen tanto el controlador como el motor eléctrico, sin embargo es práctica común emplear el término variador únicamente al controlador eléctrico.
Los primeros variadores de esta categoría emplearon la tecnología de los tubos de vacío. Con los años después se han ido incorporando dispositivos de estado sólido, lo cual ha reducido significativamente el volumen y costo, mejorando la eficiencia y confiabilidad de los dispositivos.
Drives para motores DC
Esses drives permitem controlar a velocidade de motores CC em série, shunt, compostos e de ímã permanente "Ímã (física)"). Acionamentos de velocidade variável são dispositivos que permitem variar a velocidade de um motor controlado eletricamente.
No caso de qualquer uma das máquinas acima, a seguinte expressão é verdadeira:
onde.
Resolvendo a velocidade mecânica, obtemos:
Então, a partir de () pode-se observar que a velocidade mecânica de um motor CC é diretamente proporcional à tensão terminal (VT) e inversamente proporcional ao fluxo magnético (FM), que por sua vez depende da corrente de campo (IF). Aproveitando esta situação é que este tipo de drive pode controlar a velocidade de um motor DC: controlando sua tensão terminal, ou manipulando o valor da corrente de campo.
Unidades de correntes parasitas
Um acionamento por correntes parasitas consiste em um motor de velocidade fixa e uma embreagem por correntes parasitas. A embreagem contém um rotor de velocidade fixa (acoplado ao motor) e um rotor de velocidade variável, separados por um pequeno entreferro. Possui também uma bobina de campo, cuja corrente pode ser regulada, que produz um campo magnético que determinará o torque mecânico transmitido do rotor de entrada para o rotor de saída. Desta forma, quanto maior a intensidade do campo magnético, maior será o torque e a velocidade transmitidos, e quanto menor o campo magnético, menor será o torque e a velocidade no rotor de saída. O controle da velocidade de saída deste tipo de inversores é geralmente realizado através de um circuito fechado, utilizando o elemento de realimentação como elemento de realimentação.
Acionamentos de deslizamento operacional
Este tipo de inversor é aplicado apenas em motores de indução de rotor bobinado. Em qualquer motor de indução, a velocidade mecânica (nM) pode ser determinada pela seguinte expressão:.
Onde s é o escorregamento do motor, cujo valor varia entre 0 e 1. Assim, quanto maior o escorregamento, menor será a velocidade mecânica do motor. O escorregamento pode ser aumentado aumentando a resistência do enrolamento do rotor ou reduzindo a tensão no enrolamento do rotor. Desta forma, o controle de velocidade pode ser alcançado em motores de indução de rotor bobinado. Porém, esse tipo de drive é menos eficiente que outros, por isso tem atualmente muito pouca aplicação.
Drives para motores CA
Os inversores de frequência variável (AFD, Adjustable Frequency Drive; ou VFD Variable Frequency Drive) permitem controlar a velocidade de motores de indução (motores assíncronos de gaiola de esquilo ou de rotor enrolado) e motores síncronos ajustando a frequência da fonte de alimentação do motor.
onde:.
Como pode ser observado nas expressões () e (), a frequência e a velocidade são diretamente proporcionais, de forma que ao aumentar a frequência fornecida ao motor a velocidade do eixo aumentará, e ao reduzir o valor da frequência a velocidade do eixo diminuirá. É por isso que este tipo de inversor manipula a frequência da alimentação do motor para controlar a velocidade da máquina.
Esses inversores mantêm a relação Tensão/Frequência (V/Hz) constante entre os valores mínimo e máximo da frequência de operação, a fim de evitar a saturação magnética do núcleo do motor e também porque operar o motor em uma tensão constante acima de uma determinada frequência (reduzindo a relação V/Hz) diminui o torque do motor e sua capacidade de fornecer potência de saída constante.