AULA 3 ACIONAMENTO COM MÁQUINAS CC

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1 AULA 3 ACIONAMENTO COM MÁQUINAS CC ACIONAMENTO COM RETIFICADORES E CHOPPERS PARTE 1 1

2 TIPOS DE ACIONAMENTOS PARA MÁQUINAS CC ACIONAMENTO COM RETIFICADORES ACIONAMENTOS MONOFÁSICOS RETIFICADORES CONTROLADOS (TOTALMENTE CONTROLADOS) RETIFICADORES SEMI-CONTROLADOS (HÍBRIDOS) RETIFICADORES TRIFÁSICOS RETIFICADORES CONTROLADOS (TOTALMENTE CONTROLADOS) RETIFICADORES SEMI-CONTROLADOS (HÍBRIDOS) CONERSORES DUAIS MONOFÁSICOS OU TRIFÁSICOS ACIONAMENTO COM CHOPPERS CHOPPERS DE 1 QUADRANTE CHOPPERS DE QUADRANTES (REGENERATIO) CHOPPERS DE 4 QUADRANTES (REGENERATIO E REERSÍEL)

3 ACIONAMENTO MONOFÁSICOS FATORES DE ESCOLHA DISPONIBILIDADE DA FONTE (MONOFÁSICA OU TRIFÁSICA) POTÊNCIA SOLICITADA PELO ACIONAMENTO QUANTIDADE DE RIPPLE (ONDULAÇÃO) TOLERADA NECESSIDADE DE REERSIBILIDADE NECESSIDADE DE REGENERAÇÃO 3

4 ACIONAMENTO DE MOTORES CC DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE MONOFÁSICOS AC MONOFÁSICO i i f v t R L e M Lf R f v f m d EQUAÇÕES DINÂMICAS v f R f i f L f di f dt di vt k L R i dt d md k i J B m dt W (Eq. 3.1) (Eq. 3.1b) (Eq. 3.1c) m W Fig. 3.1 R t f f I k R m d EQUAÇÕES ESTÁTICAS (REGIME PERMANENTE) (ALORES MÉDIOS) ki f I B m W (Eq. 3.) (Eq. 3.b) (Eq. 3.c) 4

5 PARÂMETROS DE DESEMPENHO DO ACIONAMENTO CC PARÂMETROS DE DESEMPENHO DO MOTOR CARACTERÍSTICA TORQUE-ELOCIDADE MÉDIA INDICA A REGULAÇÃO DE ELOCIDADE DO ACIONAMENTO NATUREZA DA CORRENTE DO MOTOR: CONTÍNUA OU DESCONTÍNUA INFLUÊNCIA A REGULAÇÃO DE ELOCIDADE E A RESPOSTA DINÂMICA DO ACIONAMENTO CORRENTE MÉDIA DE ARMADURA DO MOTOR O TORQUE NO MOTOR DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE É PROPORCIONALÀ CORRENTE MÉDIA DE ARMADURA CORRENTE RMS DA ARMADURA RESPONSÁEL PELA PRODUÇÃO DE CALOR NOS ENROLAMENTOS DO MOTOR CORRENTE DE PICO DA ARMADURA A CAPACIDADE DE COMUTAÇÃO DO MOTOR DEPENDE DA CORRENTE fev-16 DE PICO (FAISCAMENTO Cp. 3A1 NAS - Prof. ESCOAS) Mnoel 5

6 PARÂMETROS DE DESEMPENHO DO ACIONAMENTO CC PARÂMETROS DE DESEMPENHO DA ALIMENTAÇÃO DE ENTRADA FATOR DE POTÊNCIA DA ENTRADA fp Pmédi. de. entrd Arms. de. entrd I1 cos 1 fp I rms (Eq. 3.3) FATOR DE DESLOCAMENTO DE ENTRADA (ftor de potênci fundmentl) fd cos 1 (Eq. 3.4) FATOR DE DISTORÇÃO HARMÔNICA n fdh fh In I rms I1 I (Eq. 3.5) h I I 1 1 I1 6

7 TOPOLOGIA DO RETIFICADOR MONOFÁSICO DE ONDA COMPLETA Fig. 3.. Fig. 3..b Bix tensão ou bix velocidde Configurções Monofásics com Excitção Independente Fig. 3.3 Representção pr nálise de operção 7

8 ÂNGULO DE CONDUÇÃO DOS RETIFICADORES tn / sen cos cos ) sen( t e E E t Z i tn / sen cos sen cos e E E Fig. 3.4 () (b) (Eq 3.6) (Eq 3.7) álido pr t álido pr t = e i = fev-16 8 Cp. 3A1 - Prof. Mnoel n bn c R L

9 Operção em Regime de Corrente Descontínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Corrente de Primário Fig

10 Operção em Regime de Corrente Contínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig

11 Crcterístic Torque elocidde Motor Exemplo: 3 5 rpm 1 HP As condições típics de operção são do tipo em corrente descontínu, mesmo pr torque nominl com o retificdor d Fig. 3. Fig

12 TOPOLOGIA DO RETIFICADOR MONOFÁSICO SEMICONTROLADO Ponte Assimétric Ponte Simétric com Diodo Rod-Livre Mei-Ponte com Diodo Rod-Livre Fig

13 Operção em Regime de Corrente Descontínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig

14 Operção em Regime de Corrente Contínu No retificdor Semi- Controldo este é o modo predominnte de operção devido o efeito Rod-Livre Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig

15 OPERAÇÃO DA PONTE COMPLETA EM CORRENTE CONTÍNUA Neste cso provêm-se comndos de dispros dequdos pr que os tiristores operem em regime de condução tl como no modo do diodo de Rod-Livre do cso Semi-Controldo. Com est estrtégi consegue novmente operção no modo de regenerção Fig

16 Operção em Regime de Corrente Contínu d Ponte Complet Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig

17 TRANSIÇÃO ENTRE CORRENTE CONTÍNUA E DESCONTÍNUA EM RETIFICADORES CONTROLADOS RETIFICADORES MONOFÁSICOS DE ONDA COMPLETA = 18 RETIFICADORES TRIFÁSICOS DE MEIA-ONDA = 1 RETIFICADORES TRIFÁSICOS DE ONDA COMPLETA = 6 17

18 CURAS CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE ACIONAMENTO COM RETIFICADORES CONTROLADOS MONOFÁSICOS cos k T R k k T R k t CONDUÇÃO CONTÍNUA cos t t R k I I k T CONDUÇÃO DESCONTÍNUA cos cos 1 k t t R k I I k T sen mx mx mx mx v v k v (Eq. 3.8) (Eq. 3.9) fev Cp. 3A1 - Prof. Mnoel

19 CURAS CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS DE ACIONAMENTO COM RETIFICADORES SEMI- CONTROLADOS MONOFÁSICOS CONDUÇÃO CONTÍNUA t 1 cos (Eq. 3.1) k t I R (Eq. 3.1b) T ki (Eq. 3.1c) k R t 1 cos T k k RT k (Eq. 3.1d) 19

20 SIMULAÇÃO USANDO O SIMULINK (Mtlb R14 SP3) (Toolbox : Powersys 4.1.1) mcc_1ps.slx Continuous powergui g + Crg Nm TL A+ dc m A- Wmec I A - B Ponte Monofásic F+ F- Motor CC 83 5HP Dewn + v - n Alf Sincronismo e Dispro Motor CC 5 HP Frme 83 Dewn 3 com Retificdor em Ponte Monofásic Controld node 1 Fig. 3.13

21 Prtid em Ponte Monofásic = o Cso : Ponte Complet mec I t 1 Fig. 3.14

22 Prtid em Ponte Monofásic = 6 o Cso : Ponte Complet mec I t Fig. 3.15

23 Prtid em Ponte Monofásic = 6 o Cso : Diodo Rod Livre (Semicontroldo) 15 1 mec I t Fig. 3.16

24 ANEXO 1 Rotin de vlição de Alf e Gm pr o Retificdor ½ Ond Controldo com MCC Eq. 3.6 ou (3.36 Dewn) % Clculo de ALFA-GAMA no retificdor 1/-Ond Controldo % com RL+e (vide MCC) - Resolução d LISTA 3 SEL % ==> Chut-se lf té que IN sej o vlor normlizdo desejdo. % m=input('entre m = '); fii=input('entre phi (grus) = '); lf=input('chute de Alf = '); fi=fii*pi/18; =lf*pi/18; mc=m/cos(fi); if (m < ), % Modo Motorizndo dw=@(x)sin(-fi+x(1))- mc + (mc - sin(-fi))*exp(-x(1)/tn(fi)); [x vl]=fzero(dw,[.1 pi]); else % Modo Regenerndo dw=@(x)mc-sin(-fi+x(1)) - (mc - sin(-fi))*exp(-x(1)/tn(fi)); [x vl]=fzero(dw,[.1 pi]); end gm=x(1)*18/pi % GAMA Intervlo de conduco 4