Acionamento de motores com inversor - modelo das capacitâncias parasitas

Artigo – Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - UFMG 2012

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Modelamento do conversor em acionamentos de motores
H. Bianchi e R.S. de Faria

Resumo — O fenômeno das correntes de modo comum nos sistemas de acionamento de motores através de conversores de freqüência tem sido bastante estudado nos últimos anos. Os altos dv/dt ‘s na saída dos conversores que utilizam IGBTs aumentaram a grandeza das correntes de modo comum e interferência eletromagnética conduzida enfatizando a necessidade de um estudo mais detalhado do assunto. Este estudo mais detalhado significa incluir na modelagem do sistema todos os caminhos de corrente alta freqüência para terra que excitados pelos altos dv/dt ‘s, sendo necessário modelar as capacitâncias parasitas mais relevantes do caminho de modo comum do sistema de acionamento. Neste artigo é definido através de revisão bibliográfica um modelo em alta freqüência do conversor para consideração das correntes de modo comum. O intuito é conseguir estabelecer um modelo de conversor de fácil implementação que possa ser simulado para acionamento de motores. São quantificados os valores de capacitâncias parasitas no conversor através de informações do fabricante de semicondutores de potência Semikron, vasta revisão bibliográfica de outros trabalhos e ao final são apresentadas simulações no Matlab do sistema de acionamento completo.

Conforme será visto adiante, as capacitância do coletor das chaves semicondutoras (IGBTs,MOSFETs, etc) ao plano de terra e a capacitância do barramento CC para terra são as capacitâncias relevantes que devem ser incluídas no modelo. Portanto, diferentes configurações de inversores (2-níveis, 3-níveis, etc) que utilizam diferentes números de chaves semicondutoras terão também diferentes acoplamentos capacitivos para o plano de terra. Além da modelagem dos caminhos de alta freqüência para terra é preciso ressaltar que a fonte de ruído ou tensão de modo comum que vai excitar esses caminhos vai depender, por