ÍNDICE Restrições impostas pela máquina eléctrica e pelo conversor Efeitos parasitas... 42

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1 ÍNDICE l-introdução Generalidades Natureza multidisciplinar dos accionamentos electrornecânicos Referências históricas Objectivos e organização deste curso II 2 - SISTEMAS MECÂNICOS I - Descrição e modelação Inércia, atritos e efeitos elásticos Descrição de alguns tipos de cargas Órgãos de transmissão e adaptação de movimentos Freios e limitadores de binário Determinação de parâmetros mecânicos Cálculo do momento de inércia Determinação de parâmetros a partir de ensaios experimentais Exigências de serviço Estabilidade estática Funcionamento ---.Íem regime dinâmico Restrições impostas pela máquina eléctrica e pelo conversor Efeitos parasitas

2 MÁQUINAS ELÉCTRICAS Máquinas de corrente contínua Aspectos gerais Modelação Comportamento dinâmico Máquinas assíncronas trifásicas I Generalidades Notação complexa em circuitos trifásicos e transformações de coordenadas Modelos da máquina assíncrona trifásica em vários referenciais A - Coordenadas reais ("J23") 72 B - Coordenadas a~s no estator e a~r no rotor 74 C - Coordenadas a~ do estator para grandezas do estator e do rotor 76 D - Referencial dq a rodar para grandezas do estator e do rotor 78 E - Referencial dq e variáveis de estado 'Vs e ~r 81 F - Referencial dq e variáveis de estado 'Vs e t, 82 G - Referencial dq e variáveis de estado ir e 'Vr H - Referencial de fluxo estatárico. Variáveis de estado 'Vs e is I - Referencial_de fluxo rotárico. Variáveis de estado 'Vr e i, Funcionamento em regime estacionário Regime dinâmico CONVERSORES ESTÁTICOS DE POTÊNCIA Noções gerais Dispositivos semicondutores de potência Rectificadores convencionais Funcionamento com fontes de tensão ideais Funcionamento com fontes de tensão degeneradas Rectificadores serni-comandados e rectificadores com díodo em roda livre Rectificadores de quatro quadrantes Modelação para regime dinâmico Efeitos dos rectificadores sobre a rede 148

3 Conversores de contínua para contínua (choppers) Choppers de um quadrante Choppers de dois quadrantes Chopper de quatro quadrantes Modelação para efeitos de controlo Onduladores de tensão Topologia e técnicas de comando por PWM Utilização dos onduladores em sistemas de controlo Onduladores de corrente Associação de conversores e outros aspectos Associações em série, paralelo e cascata Aspectos práticos TÉCNICAS DE CONTROLO DE SISTEMAS APLICADAS AOS ACCIONAMENTOS Introdução Revisão de conceitos Descrição dos sistemas Sistemas contínuos descritos por funções de transferência Simplificação de funções de transferência Projecto de sistemas uni variáveis por via analítica Compensação em cadeia fechada Critério do mínimo ITAE Critério de Butterworth Exemplos de casos solucionáveis com os critérios anteriores Rejeição da perturbação de carga e do ruído de observação Realimentação com ganho não unitário Problemas típicos de controlo uni variável em accionamentos Regulação duma corrente de excitação Controlo da corrente num circuito com força electromotriz perturbadora Controlo de velocidade Controlo de posição Aspectos práticos na utilização de limitadores Correcção de variações de ganho do conversor Outras considerações

4 Linearização de sistemas ACCIONAMENTOS COM MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA Introdução Regulação da velocidade em cadeia aberta Esquema básico Controlo em cadeia fechada da máquina de excitação independente Conversores adequados Controlo directo de velocidade Regulação de velocidade com controlo subordinado da corrente Aspectos práticos relativos a variadores industriais Alguns tipos de transdutores utilizados em accionamentos ACCIONAMENTOS COM MÁQUINAS ASSÍNCRONAS TRIFÁSICAS Introdução 29 I Comando por variação de tensão com frequência fixa Fundamento Conversores estáticos utilizados Arrancadores suaves tiristorizados Comportamento dinâmico Comando por variação simultânea de tensão e frequência (técnica "V/f") Método básico e variantes Regime dinâmico Conversores estáticos utilizados Variadores "V/f" industriais " Comando por variação simultânea de corrente e frequência Fundamento do método; necessidade de estabilização Comportamento dinâmico Imposição das correntes à custa de conversores reais Controlo em orientação de campo Fundamento Exemplos de implementação

5 Ajuste de parârnetros do controlador A - Comportamento dinâmico Alusão aos efeitos de assintonia Cascata hipossíncrona Fundamento _ Gamas de funcionamento Técnica clássica de controlo ACCIONAMENTOS COM MÁQUINAS SÍNCRONAS Introdução Accionamentos com motor síncrono de magnetos permanentes Breve descrição da máquina e seu modelo dinâmico Fundamento da técnica de controlo Enfraquecimento de campo A - Regime dinâmico Motor síncrono convencional autopilotado Autopilotagern da máquina síncrona com rectificadores controlados ASPECTOS COMPLEMENTARES Os accionamentos na automação industrial Arquitecturas de controlo e auto mação Comunicação Redes IA - Autómatos e computadores I Inserção dos variadores electrónicos Características funcionais; aspectos de qualidade e de segurança Comentários finais Apêndice A - CLASSES DE ISOLAMENTO DE MOTORES 425 Apêndice B - ÍNDICES DE PROTECÇÃO 426 Apêndice C - EXEMPLOS DE DADOS SOBRE MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA COMERCIALIZADOS

6 446 Apêndice D - EXEMPLOS DE DADOS SOBRE MOTORES DE INDUÇÃO TRIFÁSICOS COMERCIALIZADOS Apêndice E - EXEMPLOS DE DADOS SOBRE MOTORES SÍNCRONOS TRIFÁSICOS DE MAGNETOS PERMANENTES COMERCIALIZADOS 429 Apêndice F - FORMAS DE MONTAGEM DE MOTORES