Motor CC Excitação Independente. Efeito de carga, Excitação e Partida SIMULAÇÕES
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- Glória Cipriano Clementino
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1 AULA 5 Motor CC Excitação Independente. Efeito de carga, Excitação e Partida SIMULAÇÕES 1
2 Motor em estudo simulado (Motor 283 Dewan) DADOS FORNECIDOS DO MOTOR Potência nominal: 15 hp Velocidade Nominal: 35 rpm Tensão Nominal: 23 V - Corrente Nominal: 54 A Resistência e indutância de armadura: R a =,153, L a =1,3 mh Potência total consumida a plena carga: 12,2 kw Potência de campo consumida: 15W Indutância de campo: L f = 29,97 H Momento de inércia: J m =,68 kg.m 2 DADOS CALCULADOS DO MOTOR Resistência de campo: R f =352,7 Velocidade nominal: = 366,5 rad/s Torques eletromagnético e de carga nominais: T el = 32,7 Nm, T L = 3,5 Nm Coeficiente de atrito viscoso: B =,29 Nms/rad Constante de tensão e torque k a =,61 Vs/rad Constante de torque com campo (campo variável): k af =,112 Nm/A 2 2
3 Variação de Torque de Carga Motor pré-excitado TL= N Torque eletromagnético velocidade TL=15 NM TL=3.5 NM (a) (b) Corrente de armadura Corrente de campo Fig. 5.1 (c) (d) 3
4 Motor CC Excitação Independente. Efeito de carga (Cargas tipos atrito e ventilação) Corrente de armadura TL=3,5 NM TL=,83.w NM TL=,227.w 2 NM (a) Torque eletromagnético velocidade Fig. 5.2 (b) 4 (c)
5 Motor CC excitação independente Efeito da excitação do campo - T W (s) V t (s) I a (s) R ( s k 1) a a T(s ) + 1 B( s m 1) (s) k (s) k (a) Caso pré-excitado V f (s) R ( s f f 1) I f (s) X kaf V t (s) + 1 I a (s) T(s ( 1) ) - R s a a B( s 1) m (s) X kf T W (s ) (b) Inclusão da dinâmica de campo 5 Fig. 5.3
6 Motor CC excitação independente Efeito da excitação do campo (com Simulink/SimPowerSyst) -K- Carga TL A+ dc m A- Gain Velocidade F+ F- Corrente de Armadura g 1 2 g 1 2 MCC 283 Corrente de Campo Armadura 23V 23 V g 1 2 Rp Continuous powergui Campo1 Campo Fig
7 Efeito da excitação do campo (com e sem pré-excitação) Corrente de armadura Corrente de campo (a) (b) Torque eletromagnético velocidade Fig. 5.4 (c) 7 (d)
8 Efeitos de pré-excitação do campo Corrente de armadura Corrente de campo (a) (b) Velocidade Torque Eletromagnético Fig. 5.5 (c) 8 (d)
9 Acionamento em sobre-velocidade por enfraquecimento de campo Corrente de campo Corrente de armadura (a) (b) Velocidade Torque eletromagnético TL=3.5 NM Fig. 5.6 TL= NM (c) 9 (d)
10 Limitação da corrente com reostato de partida Comutação discreta da resistência Corrente de armadura (b) velocidade (a) Fig Torque eletromagnético 1 (c)
11 Simulação com Simulink / PowerSys Inclusão do conversor, análise de variação paramétrica ( a) e comparação de topologias de conversores (Ponte Ponte+DRL e Trifásico) A + A+ i A- B - pulses Universal Bridge Torque Carga TL m PMDC Machine - + Step + - v ws Velocidade + - v Van ALFA Alf a vas Tensao Armadura em Sincronismo e Disparo Clock ts Tempo ias Corrente Armadura Alfa1 Product In Mean Motor CC com Retificador Monofasico em Ponte sem Roda Livre Motor 283 / 5rpm - 1 HP : Dewan (Fonte 27Vrms) Product1 Mean Value Fig
12 25 Comparação de partida Campo nominal Retificador Mono-Ponte ( = 55 ) a : 2* a : 5* a Em vazio: I_descontínua em ambos casos em regime Em carga : I_contínua para (5 a ) 15 i a (t) (t) Fig. 5.13
13 Comparação de partida Campo nominal Retificador Mono-Ponte e Roda-Livre ( = 55 ) a : 2* a : 5* a Em vazio: I_descontínua em todos casos em regime Em carga : I_contínua para (2 a e 5 a ) i a (t) (t) Fig. 5.14
14 Comparação de partida Campo nominal Retificador Trifásico Ponte ( = 55 ) a : 2* a : 5* a Em vazio: I_descontínua em todos casos em regime Em carga : I_contínua para todos os casos i a (t) (t) Fig. 5.15
15 Comparação de transitório de partida Campo nominal 3 Retificadores com mesmo V médio =139V = 55 ( 1 ) = (1 DRL) = (3 Ponte) i a (t) (t) 15 Fig. 5.16
16 Simulação de Controle em Malha Fechado usando Retificador em Ponte Monofásica 16
17 Transitório de partida em MF com Controlador PI Velocidadade Angular Referencia Velocidade Eixo Tensão de Armadura - Tensão de Armadura Media - Corrente de Armadura
18 Transitório de partida em MF com Controlador P Velocidadade Angular Referencia Velocidade Eixo Tensão de Armadura - Tensão de Armadura Media - Corrente de Armadura
19 Simulação de Controle em Malha Fechado usando Chopper 4Q 19
20 Transitório de partida em MF com Controlador P e Chopper 4Q Velocidadade Angular Referencia Velocidade Eixo Corrente de Armadura com atuação do Limitador
21 14 Transitório de partida em MF com Controlador PI e Chopper 4Q
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