Controle Microprocessado de motores. Jun Okamoto Jr.

Transcrição

1 Controle Microprocessado de motores Jun Okamoto Jr.

2 Conteúdo Motores de passo Acionamento de motores de passo Motores DC Acionamento de motores DC PWM Encoders Controle em malha fechada

3 Características Motores de Passo Pulsos ângulo Operação em malha aberta Holding torque Torque da carga não pode variar além do torque do motor Tipos: Relutância variável Magneto Permanente Híbrido

4 Relutância Variável Motor de Passo Normalmente 3 a 4 enrolamentos com um terminal comum

5 Relutância Variável Acionamento Motor de Passo Winding Winding 2 Winding 3 time --->

6 Relutância Variável Motor de Passo Exemplo de Acionamento

7 Motor de Passo Magneto Permanente ou híbrido Unipolar c/ 5 ou 6 terminais Dois enrolamentos com derivação central

8 Unipolar Acionamento de fase Full Step Motor de Passo Winding a Winding b Winding 2a Winding 2b time --->

9 Unipolar Motor de Passo Acionamento de 2 fases Full Step Torque,4 vezes maior que c/ fase Winding a Winding b Winding 2a Winding 2b time --->

10 Unipolar Motor de Passo Acionamento de -2 fases Half step Torque oscila Winding a Winding b Winding 2a Winding 2b time --->

11 Unipolar Motor de Passo Exemplo de Acionamento

12 Motor de Passo Magneto Permanente ou Híbrido Bipolar

13 Bipolar Acionamento Motor de Passo Por Ponte H Corrente circula nos dois sentidos no enrolamento Terminal a Terminal b Terminal 2a Terminal 2b time --->

14 Motor de Passo Magneto Permanente ou Híbrido Bifilar 4 enrolamentos independentes Pode se acionado como unipolar ou bipolar

15 Motor de Passo Característica de torque

16 Acionamento de Motor de Passo Relutância Variável Circuito de acionamento Circuito de chaveamento. Pode ser chave, transistor e circuitos perifériocos

17 Acionamento de Motor de Passo Circuito de proteção dos elementos de chaveamento

18 Acionamento de Motor de Passo Magneto Permanente e Híbrido unipolar Circuito de acionamento

19 Acionamento de Motor de Passo Magneto Permanente ou Híbrido unipolar Circuito de proteção dos elementos de chaveamento

20 Acionamento de Motores de Passo Unipolar e Relutância Variável Exemplos práticos de circuitos de chaveamento Entrada compatível com TTL Transistor Bipolar (max A) Transistor FET (max 2A)

21 Acionamento de Motores de Passo Motores Bipolares Acionamento com Ponte H 6 modos de operação possíveis para as chaves A, B, C e D 7 modos de operação resultam em curto circuito 4 modos de operação são de interesse

22 Acionamento de Motors de Passo Ponte H Modo Direto Chaves A e D fechadas Modo Reverso Chaves C e B fechadas

23 Acionamento de Motores de Passo Ponte H Modo de decaimento rápido Chaves A, B, C e D abertas O rotor do motor gira livremente até parar

24 Acionamento de Motores de Passo Ponte H Modo de decaimento lento ou modo de freio dinâmico Chaves A e C abertas, chave D fechada, chave B aberta ou fechada A corrente circula livremente no enrolamento, decaindo lentamente o que provaca o freio do rotor.

25 Acionamento de Motores de Passo Ponte H c/ proteção contra curto-circuitos XY ABCD Mode fast decay forward reverse slow decay

26 Acionamento de Motores de Passo Circuito prático com transistores bipolares Pode ser ligado numa saída TTL open collector

27 Características Motor DC Velocidade proporcional a tensão Torque proporcional a corrente Pode se adaptar as características de torque da carga Opera em malha fechada (controle de posição, velocidade ou força) Uso quando necessário grandes velocidades, acelerações e carga variável

28 Construção Motor DC

29 Funcionamento Motor DC

30 Motor DC Exemplo : Maxon verde c/ redutor Característica de torque

31 Motor DC Exemplo 2: Maxon Prata Característica de torque

32 Motor DC Exemplo 3: Motor de limpador de parabrisa Característica de torque

33 Acionamento de Motor DC Acionamento por Ponte H SHORT!! SHORT!! SHORT!! Reverse SHORT!! SHORT!! Brake Off SHORT!! Brake SHORT!! Off Forward Off Off Off State D C B A State D C B A

34 Acionamento de Motor DC Exemplo prático de circuito de acionamento com MOSFET

35 PWM Pulse Width Modulation Controle da corrente em cargas indutivas Conversão entre código digital e corrente no motor Pode ser usado tanto com motores de passo como motores DC

36 Característica PWM

37 Encoder Movimento Encoder Código digital

38 Absoluto Encoder

39 Incremental Encoder

40 Encoder Princípio de funcinamento Sinal digital

41 Encoder Incremental Detecção de direção

42 Encoder Exemplo de encoder real Características: 5 a 2 pulsos/volta Sinais Compatíveis com TTL Saída: sinais A e B

43 Encoder Circuito para leitura de encoder incremental

44 Controle em malha fechada Analógico

45 Digital Controle em malha fechada C(z - ) A(z - ) G(z - )

46 Referências Jones, Douglas W.: Control of a Stepping Motor: A Tutorial ; The University of Iowa; Department of Computer Science; acessado em 9/8/24 Maxon Precison Motors, Inc.: acessado em 9/8/24 Reeder, Joe D.: Experiment 7 Bi-directional Control of Motors and the H- Bridge ; 2 (acessado em 8/8/24)