Diferença entre Inversor de Fonte de Tensão e Inversor de Fonte de Corrente

O inversor de fonte de tensão (VSI) e o inversor de fonte de corrente (CSI) representam duas categorias distintas de inversores, ambos projetados para converter corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). Apesar de seu propósito comum, eles exibem diferenças operacionais notáveis e atendem a requisitos de aplicação distintos.

A eletrônica de potência centra-se no estudo e na implementação de diversos conversores de potência—dispositivos ou circuitos eletrônicos que transformam uma forma de energia elétrica em outra adequada para uma carga específica. Esses conversores são classificados em vários tipos, incluindo CA-para-CA, CA-para-CC, CC-para-CA e CC-para-CC, cada um adaptado a diferentes necessidades de conversão de energia.

Um inversor é um conversor de potência especializado projetado para transformar corrente contínua (CC) em corrente alternada (CA). A entrada de CC apresenta uma tensão constante e fixa, enquanto a saída de CA pode ter sua amplitude e frequência ajustadas conforme as necessidades específicas. Essa versatilidade torna os inversores indispensáveis para gerar energia de backup a partir de baterias, facilitar a transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC) e permitir drives de frequência variável (VFDs) que ajustam as velocidades dos motores controlando a frequência de saída.

Um inversor serve apenas para converter energia elétrica de uma forma para outra, sem gerar energia independentemente. Geralmente, ele consiste em transistores como MOSFETs ou IGBTs para facilitar essa conversão.

Existem dois tipos principais de inversores: inversores de fonte de tensão (VSIs) e inversores de fonte de corrente (CSIs), cada um com vantagens e limitações distintas.

Inversor de Fonte de Tensão (VSI)

Um VSI é projetado de tal forma que sua tensão de entrada de CC permanece constante, não afetada por variações de carga. Embora a corrente de entrada flutue em resposta à carga, a fonte de CC exibe impedância interna desprezível. Essa característica torna os VSIs adequados para cargas puramente resistivas ou levemente indutivas, incluindo sistemas de iluminação, motores CA e aquecedores.

Um capacitor grande é conectado em paralelo com a fonte de entrada de CC para manter uma tensão constante, garantindo mínima variação mesmo quando a corrente de entrada de CC se adapta às mudanças de carga. VSIs geralmente utilizam MOSFETs ou IGBTs emparelhados com diodos de realimentação (diodos de rolagem livre), essenciais para gerenciar o fluxo de potência reativa em circuitos indutivos.

Inversor de Fonte de Corrente (CSI)

Em um CSI, a corrente de entrada de CC permanece constante (chamada de corrente de link de CC), enquanto a tensão flutua com as mudanças de carga. A fonte de CC exibe alta impedância interna, tornando os CSIs ideais para cargas altamente indutivas, como motores de indução. Comparados aos VSIs, os CSIs oferecem maior resistência contra sobrecarga e curto-circuito, uma vantagem operacional crucial em configurações industriais robustas.

Um indutor grande é conectado em série com a fonte de CC para estabelecer uma fonte de corrente constante, pois o indutor resiste naturalmente a mudanças no fluxo de corrente. Este design garante que, em um CSI, a corrente de entrada permaneça estável, enquanto a tensão se adapta às variações de carga.

Os CSIs geralmente empregam tiristores em sua configuração e não requerem diodos de rolagem livre, diferenciando-os dos VSIs tanto no design de componentes quanto nos mecanismos operacionais.

Principais Diferenças Entre Inversores de Fonte de Tensão e Inversores de Fonte de Corrente

A tabela abaixo destaca as principais comparações entre VSIs e CSIs: