Concurso Professor Substituto Universidade Federal Fluminense

Transcrição

1 Concuso Pofesso Substtuto Unvesdade Fedeal Flumnense Pova Aula Tema: Contole de Máqunas Elétcas Canddato:Lus Osca de Aaujo Poto Henques

2 Intodução Os aconamentos eletôncos de máqunas elétcas são muto mpotantes nas aplcações ndustas modenas. Aplcações: mneadoas, ndusta têxtl, de papel, tanspote (meto), máqunas feamentas e pefécos de computado. Alta efcênca:convesoes opeam em modo de chaveamento com semcondutoes. CC: tensão vaável CA: tensão e feqüênca vaável Poque velocdade vaável? Economa de enega Contole de velocdade e posção Melhoa de tanstóo 2

3 Tpos de Máqunas Elétcas Máqunas de coente contínua sée, composto, shunt, mã pemanente Máqunas CA assínconas ou de Indução Roto bobnado e em gaola Máqunas CA sínconas Roto bobnado e mã pemanente 3

4 Máqunas de Coente Contínua 3 fomas pncpas Inclusão de esstênca Na amadua No campo Sstema Wad-Leonad Atavés de Convesoes Estátcos 4

5 Máqunas de Coente Contínua Inclusão de esstênca Na amadua (R a ) - usado paa aanque da máquna No campo (R e ) somente acma da velocdade nomnal, ás custas da peda de toque (enfaquecmento de campo) 5

6 Máqunas de Coente Contínua Sstema Wad-Leonad 3 máqunas (moto de ndução, dínamo e um moto CC paa atuação). Contole é feto mexendo-se na exctação do dínamo. 6

7 Máqunas de Coente Contínua Convesoes Estátcos ω<ω base - Regão de toque constante ω>ω base - Regão de potênca constante (enfaquecmento de campo) Opeação em 4 quadantes ( H-Bdge PWM) Resposta ápda e pple da coente na amadua é pequeno, pemtndo baxas pedas hamôncas e baxa pulsação de toque. 7

8 Máqunas de Coente Contínua Convesoes Estátcos Dependendo da aplcação desejada podemos escolhe o aconamento mas ndcado. Undeconal sem devolução de enega (bombas centfugas) Undeconal com devolução de enega (tação) (choppe undeconal em coente) Bdeconal (Elevadoes) Bdeconal com evesão ápda de sentdo (sevomecansmo e máq. com contole de posção) 8

9 Máqunas Assínconas (Indução) Moto de ndução com oto em gaola É o mas utlzado em velocdades fxas e começa a se o mas usado em velocdades vaáves. Estatégas: Vaação de tensão com feqüênca constante Vaação smultânea da tensão e feqüênca (V/f c te ) Contole vetoal Contole po cascata hpossíncona 9

10 Máqunas Assínconas (Indução) Vaação de tensão com feqüênca constante Indcado paa cagas com caacteístcas de toque cescente e com baxo valo de aanque e motoes de mao esstênca otóca (classe D) A máquna fca subexctada com tensão nfeo a nomnal eduzndo a dsponbldade de toque e dmnundo o endmento. 10

11 Máqunas Assínconas (Indução) V/f constante Objetvo: mante o fluxo nomnal no entefeo (toque máxmo sem satuação) e um pequeno escoegamento (bom endmento). Técnca em malha abeta. Se mpomos uma velocdade ao moto, a obustez do contole assegua sto. 11

12 Máqunas Assínconas (Indução) Contole vetoal baseado em modelos de egme dnâmco. o sstema utlza o efeencal de fluxo otóco. Inveso de tensão contolado po coente ( hsteese) 12

13 Máqunas Assínconas (Indução) Cascata hpossíncona (oto bobnado) A enega dsspada com o escoegamento no momento de aanque é devolvda ao sstema de almentação atavés de um conveso. Popocona um desempenho dêntco ao consegudo com as esstêncas otócas, mas sem despedíco de enega 13

14 Máqunas CA sínconas Imã pemanentes O fundamento pncpal é njeta a coente em quadatua necessáa paa gea o bnáo desejado. Paa sto é necessáo sabe a posção angula do veto de fluxo. 14

15 15 Máqunas Assínconas (Indução) sd s sd s sd M u L ψ στ σ ω στ σ στ σ = ω ψ σ σ ω στ σ στ σ sd s s M u L + = sd d M ψ τ τ ψ ψ 1 = & & ( ) q M ψ ω ω τ ψ 0 = & L M T ψ = [ ] ) ( ) cos( α α sen sd s = [ ] 3 2, ) ( ) cos( π γ γ α γ α = = sen sd s [ ] ) ( ) cos( γ α γ α + + = sen sd s Equações df. Máquna const. M sd = Ψ = Ψ = M L T *

16 Evolução no contole de máqunas Motoes classcos Toque essencalmente constante Opea em CA senodal pua ou CC Incalza e opea sem contole eletônco Moto PM bushless d.c. Moto Bushless PM a.c. synchonous Moto Swtched Reluctance Moto de passo 16

17 Moto de Relutânca Vaável Baxo custo de podução Bom compotamento témco Robusto Confável Fácl epao Alta efcênca Rpple no toque Modelo não lnea Necessdade de senso 17

18 Moto de Relutânca Vaável V d Geado + Caga I * Contole de Coente I ef θ off PC (Pentum) Senso de Posção 18

19 Máqunas Assínconas (Indução) 19