PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 113 MÉTODOS DE ALIMENTAÇÃO DOS MOTORES UTILIZADOS EM ACIONAMENTOS

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1 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 113 MÉTODOS DE ALIMENTAÇÃO DOS MOTORES UTILIZADOS EM ACIONAMENTOS Acionamentos de velocidade variável

2 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 114 MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.A. : CONVERSORES C.A. C.C. RETIFICADORES CONTROLADOS OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM CONVERSORES EM ANTI-PARALELO GRUPOS MOTOR-GERADOR C.C. SISTEMA WARD-LEONARD OPERAÇÃO NATURAL EM QUATRO QUADRANTES ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.C. : PARTIDA E ACELERAÇÃO REOSTÁTICA OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES MÉTODO DISSIPATIVO RECORTADOR DE TENSÃO CHOPPER OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM CHOPPER REGENERATIVO

3 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 115 MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C. CONVERSORES C.A. C.C. RETIFICADORES CONTROLADOS BASEADOS EM TIRISTORES r a I a i exc TOPOLOGIA TÍPICA DE CONVERSOR V AC 3 V a E Φ V exc V AC 1 DE 1 QUADRANTE CONVERSOR DE CAMPO CONVERSOR DE ARMADURA REGULADOR DE ω REGULADOR DE I a REGULADOR DE i exc MALHA DE ω REF CONTROLE DE VELOCIDADE REALIMENTAÇÃO DE I a REALIMENTAÇÃO DE i exc REALIMENTAÇÃO DE ω

4 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 116 MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C. GRUPOS MOTOR - GERADOR C.C. SISTEMAS WARD LEONARD r a - G r a- M I a MOTOR SÍNCRONO OU DE INDUÇÃO i exc - G i exc - M GRUPO ROTATIVO WARD LEONARD V AC 3 G.C.C. E G V a E M M.C.C. DE 4 QUADRANTES + r campo - CONTROLE DE EXCITAÇÃO DO GERADOR C.C. REATOR DE CIRCULAÇÃO SISTEMA ESTÁTICO WARD LEONARD DE 4 QUADRANTES V AC 3 V AC 3

5 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 117 MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE - ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE BARRAMENTO C.C. RESISTOR DE PARTIDA E CONTROLE DE VELOCIDADE R 1 + R 2 + R ARMADURA V LINHA RESISTOR DE DERIVAÇÃO DO CAMPO V MOTOR CAMPO SÉRIE CONTROLE DE PARTIDA E ACELERAÇÃO REOSTÁTICA I A I I A V AMED LINHA r A K.φ.ω R + cte. C i cte. d ω C J. cte. ω k. t dt E K. φ. ω V E k t MOTOR. I a I a - max V MOTOR ω I a - med V LINHA I a - min ω n ω 1 ω 2 ω 3 ω 4 ω n 0 t a t

6 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 118 CONTROLE DE PARTIDA E ACELERAÇÃO POR MEIO DE CHOPPER + I a + V V LINHA V MOTOR V LINHA V MOTOR - - t 0 τ CHAVE ELETRÔNICA SCR GTO FATOR DE INTERMITÊNCIA ( DUTY-CYCLE ) ( t 0 / τ ) IGBT OPERA COM FREQUÊNCIA DE CHAVEAMENTO FIXA E COM INTERMITÊNCIA AJUSTÁVEL I a t V 0. τ MOTOR V LINHA I a - med.

7 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 119 VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA (por variação da freqüência de alimentação) V L ; f L I L NO MOTOR DE INDUÇÃO: C L CAMPO ROTATIVO COM VELOCIDADE SÍNCRONA ESTÁGIO RETIFICADOR ~ DADA POR: ω s 2.π. f 1 / p ELO EM CORRENTE CONTÍNUA CAPACITOR DE FILTRAGEM PARA Nº DE PÓLOS FIXADOS NA CONSTRUÇÃO, A RESISTOR DE FRENAGEM ROTAÇÃO SÍNCRONA É FUNÇÃO EXCLUSIVA DA ESTÁGIO INVERSOR SINTETIZA TENSÃO E FREQÜÊNCIA VARIÁVEIS ~ FREQÜÊNCIA DE ALIMENTAÇÃO DO ENROLAMENTO TRIFÁSICO DO ESTATOR V M ; f M M I M VELOCIDADE DO ROTOR RESULTA DA INTERAÇÃO DO CAMPO ROTATIVO COM OS CONDUTORES DO ROTOR, NUM DADO ESCORREGAMENTO CONVERSOR DE FREQÜÊNCIA VARIÁVEL A PARTIR DA TENSÃO FIXA DA REDE, PROMOVE NOS TERMINAIS DO MOTOR, TENSÃO E FREQÜÊNCIA TRIFÁSICAS, VARIÁVEIS E CONTROLADAS. ( V / f cte. ) SINTETIZAÇÃO DA ONDA DE TENSÃO NA FREQÜÊNCIA DESEJADA A PARTIR DE CHAVEAMENTO DA TENSÃO CONTÍNUA NO ELO C.C., COM CHAVES ELETRÔNICAS ( SCR - GTO - IGBT )

8 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 120 TOPOLOGIA TÍPICA DO ESTÁGIO INVERSOR DE FREQUÊNCIA Vcc TENSÃO DO BARRAMENTO DE CORRENTE CONTÍNUA ( TENSÃO DO FIO DE CONTATO PARA LINHA C.C. ) T1 a T6 - TRANSISTORES DE POTÊNCIA - CHAVES DE ESTADO SÓLIDO D1 a D6 - DIODOS DE RETORNO ( PARA CIRCULAÇÃO DE CORRENTES INDUTIVAS E DURANTE A REGENERAÇÃO ) C - CAPACITOR DE FILTRO E DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA MOTOR TRIFÁSICO CIRCUITO DE POTÊNCIA CHAVES EQUIVALENTES

9 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 121 SINTETIZAÇÃO DE TENSÕES TRIFÁSICAS PELO INVERSOR DE FREQUÊNCIA FREQUÊNCIA DA TENSÃO SINTETIZADA DETERMINADA PELO TEMPO DE DURAÇÃO DO INTERVALO DE CONDUÇÃO DAS CHAVES

10 PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 122 AJUSTE DE TENSÃO CONCOMITANTE COM A FREQUÊNCIA RECORTE DA TENSÃO SINTETIZADA POR CHAVEAMENTO DENTRO DE CADA INTERVALO DE CONDUÇÃO DAS CHAVES SISTEMA PWM - PULSE WIDTH MODULATION V / f CTE. INTERVALO DE CONDUÇÃO - Ti INTERVALO DE CONDUÇÃO - 2 x Ti τ t C / τ 1 t C / τ 1/2 t C