Inversor de corrente (Conversor DC/AC) o que é e qual sua aplicação?

Neste artigo iremos abordar o que é um inversor de energia DC/AC, Como os inversores de corrente funcionam? e quais são as aplicações dos inversores de Tensão?. Para isso precisamos entender o princípio de transformação de energia em tensão AC, através de um inversor de 12 Vcc com transformação para 220Vca.

O que é inversor de corrente/tensão?

Os inversores de tensão ou conversores de corrente surgiram para uma demanda crescente de utilizar equipamentos elétricos  como televisões e equipamentos de uso doméstico em carros ou acampamentos e também a utilização destes recursos em áreas que não existe a disponibilidade de energia elétrica . Os aparelhos domésticos são disponibilizados no mercado com tensões entre 127 v e 220 v, desta forma surgiu à necessidade do inversor ou conversor de tensão para ajudar nestas condições.

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Os inversores de corrente são equipamentos elétricos com circuitos eletrônicos específicos capazes de transformar energia DC de baterias e pilhas em energia elétrica alternada, geralmente na tensão de 127V ou 220V.

Um exemplo muito utilizado são as lâmpadas de emergência que em regime normal de alimentação carregam a bateria de 12 Vcc, mas quando ocorre à falta de energia da rede, realiza a energização da lâmpada através de um circuito conversor, que converte os 12Vcc para alternada de 110V ou 220V, fornecendo energia para a lâmpada.

Como funciona um inversor de corrente:

Mas como funcionam os conversores de corrente, observe o diagrama que se segue:

Diagrama em blocos de um inversor de corrente processo detalhado

Um inversor conforme apresentado no diagrama em blocos acima é formado por um circuito denominado oscilador de potência , este oscilador de potência é que converte a tensão contínua DC em tensão DC pulsante, esta mesma tensão é aplicada a um Trafo (transformador).

Converte a tensão DC em uma tensão pulsante é necessário, pois transformadores não operam com uma tensão contínua, é necessário que seja aplicado tensões que oscilam no tempo, para que ocorra o processo de conversão de energia elétrica em fluxo magnético.

Essa conversão por sua vez gera correntes induzidas no secundário do transformador. Este fenômeno em corrente alternada é denominado de indução eletromagnética.

O processo gera uma força eletromotriz em uma bobina atravessada por um fluxo magnético variável, esta força criada contraria a causa que a originou (corrente de origem). Em outras palavras, uma força magnética variável produz uma força eletromotriz variável, sendo assim as mesmas se anulam em cada instante. Se aplicarmos uma tensão contínua a um transformador não ocorre este fenômeno gerando altas correntes na bobina do secundário. O transformador é responsável, por sua vez, em elevar a tensão CC de entrada em tensões alternadas na saída, podendo ser elevada entre 10 e 50 vezes a tensão de entrada.

Os osciladores nem sempre conseguem imprimir uma formação perfeita de onda de tensão senoidal, semelhante à rede de distribuição, eles podem gerar picos de tensão perigosos aos equipamentos, sendo necessário utilizar o circuito regulador de tensão para estabilizar a saída dos Inversores de corrente. Após passar pelo circuito regulador de tensão temos uma perfeita conversão realizada, podendo usufruir da tensão alternada.

Ponto fraco dos inversores de corrente:

Pelo principio de conversão de energia temos que observar que conforme o diagrama de blocos demonstra não podemos criar energia, apenas transformar a mesma. Temos como exemplo uma bateria 24V como fonte, com uma corrente máxima de trabalho de 10A, sendo assim, temos uma potência total de 240W.

Desta forma se desconsiderarmos as perdas elétricas, após realizarmos 100% de conversão da energia para uma tensão de 220Vca temos uma corrente total de utilização de 1,09 A. Esta corrente de trabalho nos fornece exatamente a mesma potência inicial da fonte DC, provando que a energia é a mesma inicial, sendo apenas transformada.

Observe a imagem abaixo:

Processo de conservação de energia em um conversor de corrente

Podemos concluir que os conversores de tensão geralmente não suportam grandes cargas, devido ao principio de conservação da energia, uma vez que as pilhas e baterias não dispõem de grande quantidade de potência. Desta forma podemos observar uma  desvantagem na utilização deste equipamento.

 Tipos de inversores:

Os inversores são divididos em duas grandes categorias:

Inversores de onda pura

A forma de onda que os inversores de onda pura produzem é uma onda senoidal perfeita, tal como a energia fornecida pela rede elétrica. Estes inversores garantem o correto funcionamento dos equipamentos a ele ligados. São fundamentais para alimentar frigoríficos com compressor, motores e bombas na sua maioria. Alguns equipamentos eletrônicos poderão não funcionar bem caso a onda não seja senoidal pura.

Inversores de onda modificada

A forma de onda que os inversores de onda modificada produzem não é uma onda senoidal redonda e progressiva como  em uma onda senoidal normal, mas sim quadrada ou em forma de escada. Não sendo perfeita alguns equipamentos não funcionam, embora as cargas resistivas (aquecimento, lâmpadas incandescentes e etc.) não sofram com este tipo de forma de onda modificada. Porém os diversos equipamentos eletrônicos poderão ter o seu tempo de vida comprometida, dada a dificuldade das suas fontes de alimentação em converter este tipo de onda modificada na corrente contínua de que necessitam para funcionar.

Por exemplo, em televisões é comum aparecer um risco horizontal ou uma interferência que se vai deslocando ao longo da tela.

Aplicações para o inversor de corrente:

Eles podem ser utilizados para alimentar aparelhos elétricos comuns a partir de baterias de barcos, carros e barracas de Camping. Os inversores de corrente podem ser utilizados em locais onde não existe a energia convencional com a mesma finalidade, muitas vezes as baterias são carregadas por painéis solares durante o dia.

Em sistemas de iluminação de emergência de cinemas, shoppings e empresas são utilizados sistemas de conversores de corrente para lâmpadas, na ausência de tensão da rede as mesmas são energizadas com a conversão da energia armazenada em baterias.

Em salas de sistemas de servidores denominados CPDs onde é necessário que os computadores operem sem cessar os servidores se mantém energizados, mesmo sem disponibilidade de tensão convencional através de no-break, mantendo os circuitos energizados até a restauração da energia. O tempo de autonomia da conversão realizada pelo inversor de tensão varia de acordo com o banco de baterias disponível.

Existem aplicações importantes para os inversores de corrente e muitas vezes utilizamos esses recursos no nosso dia a dia sem ao menos perceber. Caso você deseje se aprofundar ainda mais no tema de conversão de energia CC em CA disponibilizamos um vídeo de medição de inversor de frequência.

Espero que você tenha aprendido mais sobre essa importante aplicação pois cada vez mais utilizamos este recurso de conversão nas aplicações elétricas e nas soluções do dia a dia.

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Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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