TRABALHO nº 4-Simulação de Conversores CA/CC

Documentos relacionados
CONVERSOR BUCK-BOOST (Unidade 2)

MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

CONVERSOR CA/CC TRIFÁSICO COMANDADO

Trabalho nº 6-Simulação de conversor CC/CC abaixador em PWM

Motor CC Excitação Independente. Efeito de carga, Excitação e Partida SIMULAÇÕES

Controlo por fase de uma carga indutiva

Considere uma máquina síncrona trifásica de ímanes permanentes com as seguintes características: S N =3kVA U N =260V p=3 ψ f0 =0.7Wb, Ls=5mH, rs=1ω.

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

ESCOLA SECUNDÁRIA MANUEL DA FONSECA - SANTIAGO DO CACÉM

SISTEMAS CONTROLO DE SUPERFÍCIES DE COMANDO DE VOO

PROJETO DE ELETRÔNICA INDUSTRIAL 2016/1 OBS: Esse trabalho vale 30% da N2

Retificadores Monofásicos de Onda Completa com Carga Resistiva-Indutiva

Montagens Básicas com Díodos

CONTROLADOR do MOTOR de PASSO

Dimensionamento e Especificação de Semicondutores

MÁQUINAS ELÉCTRICAS I

A) Ensaios económicos de um transformador monofásico, modelo e teste (Trabalho de Grupo)

LISTA DE EXERCÍCIOS 1 (L1)

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA GERÊNCIA EDUCACIONAL DE ELETRÔNICA PLANO DE ENSINO

PCE Projeto de Conversores Estáticos. Aula 2

Turma 1 - Quinta-Feira 14-16h Turma 2 - Quinta-Feira 16-18h. Turma 1 - Quinta-Feira 14-16h Turma 2 - Quinta-Feira 16-18h. Sumário da 2 ª lição:

Questionário Escolhas Múltiplas CORRECÇÃO MÁQUINAS DE COLECTOR MECÂNICO (CORRENTE CONTÍNUA)

ELECTRÓNICA DE POTÊNCIA

PEA2502 LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA

Instituto Superior Técnico Licenciatura em Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Controlo 2003/2004. Controlo de velocidade de um motor D.C.

Retificadores Monofásicos de Meia Onda com Carga Resistiva

Engenharia Elétrica UMC Eletrônica de Potência I Prof. Jose Roberto Marques

REPÚBLICA FEDERATIVA DO BRASIL ESTADO DE SANTA CATARINA Universidade do Estado de Santa Catarina - UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS - UDESC/CCT

Exercícios de Conversores Comutados a Alta frequência

Alexandre Bernardino, Margarida Silveira, J. Miranda Lemos

INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO. Conversores Electrónicos de Potência Comutados a Alta Frequência 5º TRABALHO DE LABORATÓRIO (GUIA) INVERSOR MONOFÁSICO

Note os contatos auxiliares NF que fazem com que jamais as contactoras C1 e C2 possam ser energizadas simultaneamente.

Figura do exercício 1

ELETRÔNICA DE POTÊNCIA I Aula 01 - Introdução. à Eletrônica de Potência

Controlo baseado em conversores CC/CC de motores de corrente contínua

CHAVES DE PARTIDA PARA MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUÇÃO

UM PROBLEMA DE ELETRÔNICA DE POTÊNCIA PROF. AZAURI ALBANO DE OLIVEIRA JÚNIOR

ELECTRÓNICA DE POTÊNCIA

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA. Plano de Ensino

MÁQUINAS E ACIONAMENTOS ELÉTRICOS. Prof. Hélio Henrique Cunha Pinheiro Curso: Eletrotécnica (integrado) Série: 4º ano C.H.: 160 aulas (4 por semana)

INVERSORES DE FREQÜÊNCIA

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE SANTA CATARINA DEPARTAMENTO DE ELETRÔNICA Conversores Estáticos (ELP )

Prof. Sérgio Vidal Garcia Oliveira.

AULA LAB 07 LABORATÓRIO DE CONVERSORES CC-CC NÃO-ISOLADOS

Conversão analógico-digital e digital-analógica

Determinação dos Parâmetros do Motor de Corrente Contínua

Electrotecnia e Máquinas Eléctricas

Objetivo 1. Estudar o uso de transistores como chaves eletrônicas.

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO I.S.P.V. ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA DE VISEU Departamento de Engenharia Electrotécnica. Ficha de Disciplina

Retificadores Monofásicos de Onda Completa com Carga Resistiva

Lista de Exercícios de Eletrônica de Potência (08/08/2014)

CIRCUITOS E SISTEMAS ELECTRÓNICOS

UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA UDESC CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS CCT DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRCIA DEE

Ensaio da Máquina Síncrona

Medição de Características de Circuitos Atenuadores

SINAIS E SISTEMAS MECATRÓNICOS

Exame de Ingresso - 1o. Período de 2016 Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica

REFERENCIAIS DO CURSO CERTIFICADO DE NÍVEL 4 SISTEMAS ELECTRÓNICOS DE ALIMENTAÇÃO E POTÊNCIA - (75 H)

Roteiro de Laboratório - Experiência 2 Controle de Sistemas e Servomecanismos II

PROGRAMA DA DISCIPLINA DE EQUIPAMENTOS ELECTROMECÂNICOS

AULA PRÁTICA-TEÓRICA 01 RETIFICADORES MONOFÁSICOS

Tecnologia em Automação Industrial 2016 ELETRÔNICA II

Da Electrónica às Nanotecnologias

lectra Material Didático COMANDOS ELÉTRICOS Centro de Formação Profissional

Eletricidade Industrial

PLANO DE ENSINO/SEMESTRE 2016/01

UNIVERSIDADE LUSÓFONA DE HUMANIDADES E TECNOLOGIAS LICENCIATURA EM ENGENHARIA ELECTROTÉCNICA ELECTRÓNICA GERAL

O amplificador operacional

Introdução a Retificadores e retificadores a diodo meia onda. Prof. Alceu André Badin

1. Introdução No motor de indução trifásico com o rotor bobinado é possível utilizar, ou controlar, a energia disponível no circuito rotórico.

ElectroMec. Docente: Programa Bibliografia TPs Avaliação.

ACCIONAMENTOS E VEÍCULOS ELÉCTRICOS

Disciplina de Eletrônica de Potência ET66B

Eletrônica de Potência II Capítulo 4: Inversor meia-ponte. Prof. Cassiano Rech

PCE Projeto de Conversores Estáticos. Aula 2

Electrónica e Instrumentação

Temática Máquinas Eléctricas Capítulo Máquina Síncrona Secção LIGAÇÃO À REDE INTRODUÇÃO

Acionamentos Elétricos. Partida eletrônica com Soft-Starter

Fundamentos de Controlo

Curso Técnico Subsequente em Eletrotécnica MATRIZ CURRICULAR. Módulo/Semestre 1 Carga horária total: 320h. Módulo/Semestre 2 Carga horária total: 320h

Lista de Exercícios 2 (L2)

ELETRICIDADE INDUSTRIAL. Introdução aos Acionamentos Elétricos

Questão 1. Gabarito. Considere P a potência ativa da carga e Q a potência reativa.

Retificadores com tiristores

SEL LABORATÓRIO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS. Professores: Luís Fernando Costa Alberto, José Carlos de Melo Vieira Júnior, Elmer Pablo Tito Cari

PARTE I PRINCÍPIOS BÁSICOS DE ACIONAMENTO ELÉTRICO DE MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA

Aula 04 Retificadores com diodos

FACULDADE DE ENGENHARIA DA UNIVERSIDADE DO PORTO Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Aula 09 Controladores de tensão CA

Tecnologia em Automação Industrial ELETRÔNICA II. Fonte chaveada. Prof. Dra. Giovana Tripoloni Tangerino

Experimento Ensaio 01: Variação da tensão induzida no circuito do rotor em função da sua velocidade

Eletrônica de Potência II Capítulo 3. Prof. Cassiano Rech

Capítulo 6. Controlador de tensão CA. Conversor CA-CA

DESENVOLVIMENTO DE CONVERSOR PARA CHUVEIRO COM AQUECIMENTO POR INDUÇÃO

Ministério da Educação Direcção-Geral de Inovação e de Desenvolvimento Curricular. Ensino Recorrente de Nível Secundário

MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

Retificadores e Filtros Capacitivos

PROVA DE CONHECIMENTOS TÉCNICOS CÓD. 09

CAPÍTULO - 8 CIRCUITOS DE COMANDO FUNÇÕES

Transcrição:

TRABALHO nº 4-Simulação de Conversores CA/CC 1. Objectivos Pretende-se com este trabalho que o aluno sedimente os conhecimentos teóricos e práticos já obtidos em relação aos conversores CA/CC e que ao mesmo tempo integre esses conhecimentos com os de outras disciplinas (nomeadamente as associadas à electrónica de potência, ao controlo clássico e às máquinas eléctricas) de modo a ser capaz de dimensionar pequenos sistemas de controlo de potência baseados em conversores CA/CC. 2. Descrição do trabalho de simulação a efectuar. 2.1 Sistema O aluno deve modelar e simular um sistema de controlo de velocidade, em malha fechada, de uma máquina de corrente contínua. A parte de potência associada deve ser baseada num conversor CA/CC. Antes de efectuar a simulação é necessário que o aluno efectue e justifique as escolhas efectuadas em todas as fases do trabalho. Admite-se (e encoraja-se) que os vários grupos utilizem soluções diferentes quer a nível do conversor (pontes completas ou não, totalmente tirirstorizadas ou mistas ), quer a nível da fonte de alimentação (mono ou trifásica ). A simulação e teste serão efectuados com os simuladores existentes no laboratório (Spice, Psim ou Matlab/Simulink). 2.2 Desempenho pretendido 2.2.1. A máquina deve poder funcionar desde 0% a 100% da velocidade nominal. 2.2.2. O tempo de estabelecimento, na resposta a um degrau de 0% a 100% da referência, deve ser inferior a 5s. 2.2.3. A corrente durante o arranque deve ser limitada a 10 vezes a corrente nominal. 2.2.4. A máxima sobrelongação não deve ultrapassar os 20%. 3. Máquina a utilizar. O motor de corrente contínua a utilizar tem as seguintes características: Tensão nominal, Vn=120V. Corrente nominal, In=10A. Resistência do induzido, Ra=0.5?. Indutância do induzido, La=0.01H. Corrente do indutor, If=1.6 A. Resistência do indutor, Rf=75?. Indutância do indutor, Lf=0.02H. Momento de inércia, J=0.8Kgm 2. Atrito viscoso, B=0.1 Nms. Velocidade nominal, Nn=1200rpm. 4. Faseamento do trabalho. O trabalho é faseado nas três partes seguintes. As duas primeiras (4.1 e 4.2) devem ser realizadas antes da aula prática. 4.1. Escolha e dimensionamento do transformador de potência, do conversor electrónico de potência e da electrónica associada. 4.1.1 Dimensionamento da razão de transformação a utilizar, da potência e do tipo de ligação do transformador de potência. 4.1.2. Topologia do circuito de potência (monofásico, trifásico, totalmente tiristorizado ou misto ) 4.1.3. Dimensionamento em tensão e corrente dos semicondutores (eventualmente propor mesmo os semicondutores a usar por escolha a partir de um dos catálogos existentes no laboratório). 4.1.4. Dimensionamento do circuito de comando dos semicondutores (efectuado com componentes discretos, com CI especificos ). 4.1.5. Dimensionamento das protecções eléctricas e térmicas (dissipador, fusíveis, ). 4.2. Circuito de controlo a utilizar 4.2.1. Dimensionamento das funções de transferência das malhas de controlo (tensão, corrente, velocidade, campo ). 4.2.2. Implementação com dispositivos discretos e CIs (díodos, transístores, ampops ) 4.3.Simulação, teste e ajuste do sistema. FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.1

5. Simulação 5.1. Simulação em regime estático (vazio e carga nominal) do sistema conversor/motor. 5.1.1. Simule o funcionamento do conversor CA/CC que dimensionou com uma carga RLE que modele o motor em vazio e em regime nominal. Esboce, nas figuras seguintes, para estes casos, as formas de onda da tensão e corrente de saída do conversor. Fig.1 Fig.2 Tensão e corrente de saída do conversor com carga RLE equivalente ao motor em regime estático. Fig.1. Motor em vazio. Fig.2 Motor em regime nominal. 5.2. Simulação em regime dinâmico da resposta do motor em malha aberta (resposta ao degrau com o motor em vazio e com carga nominal) 5.2.1. Utilizando o modelo do motor CC, que desenvolveu, simule a sua resposta a um degrau de tensão de alimentação (0% a 100% da tensão nominal - utilize uma fonte ideal de tensão e não o conversor electrónico de potência). Esboce, nas figuras seguintes, a variação da velocidade e corrente de alimentação do motor. Fig.3 Fig.4 Variação da velocidade e corrente de alimentação do motor para um degrau de 0% a 100% de Un. Fig3. Motor em vazio. Fig.4 Motor em regime nominal. FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.2

5.2.2. Utilizando os modelos do conversor CA/CC e do motor CC, que desenvolveu, simule, em malha aberta, a resposta do sistema a um degrau na referência de tensão (0% a 100%) do conversor CA/CC. Esboce, nas figuras seguintes, a resposta, em velocidade, do motor. Fig.5 Fig.6 Resposta, em velocidade, do sistema conversor/motor, em malha aberta, para um degrau de referência de tensão do conversor de 0% a 100%. Fig5. Motor em vazio. Fig.6 Motor em regime nominal. 5.2.3. Para o degrau da alínea anterior esboce, nas figuras seguintes, a variação da corrente e tensão de alimentação do motor. Fig.7 Fig.8 Variação da corrente e tensão de alimentação do motor. Fig7. Motor em vazio. Fig.8 Motor em regime nominal. FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.3

5.3. Simulação em regime dinâmico da resposta do motor em malha fechada (resposta ao degrau com o motor em vazio e com carga nominal) 5.3.1. Utilizando os modelos que desenvolveu, para o sistema conversor CA/CC, motor CC, controlador em malha fechada, simule a resposta a um degrau de referência de velocidade (0% a 100%). Esboce, nas figuras seguintes, as respostas, em velocidade, corrente e tensão de alimentação do motor. Fig.9 Fig.10 Resposta, em velocidade, tensão e corrente de alimentação, do sistema conversor/motor/controlador, em malha fechada, para um degrau de 0% a 100% de referência de velocidade, com controlo de tensão. Fig.11 Motor em vazio. Fig.12 Motor em regime nominal. 5.3.2. Insira no sistema um controlador de corrente (de modo a satisfazer o exposto em 2.2.3) e simule a resposta, em malha fechada, a um degrau de referência de velocidade (0% a 100%). Esboce, nas figuras seguintes, as respostas, em velocidade, corrente e tensão de alimentação do motor. Fig.9 Fig.10 Resposta, em velocidade, tensão e corrente de alimentação, do sistema conversor/motor/controlador, em malha fechada, para um degrau de 0% a 100% de referência de velocidade, com controlo de tensão e de corrente. Fig.11 Motor em vazio. Fig.12 Motor em regime nominal. FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.4

Preencha, agora, a seguinte ficha de avaliação. Ficha geral de avaliação Trabalho nº Guião Clareza: boa normal deficiente Dimensão do trabalho: adequada extensa reduzida Erros:...... Preparação: Entrega do guião: atempada atrasada Apresentação: adequada insuficiente Anomalias: Falta de material:... Avarias:... Outras:... FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.5

Algumas questões relativas ao TP4 (Simulação de conversores CA/CC) Nome do Aluno: Turma: Data: / / Nome do Docente: I. Escolha e dimensionamento do transformador, do conversor electrónico de potência e electrónica associada. A.1. Qual a topologia do conversor CA/CC que vai utilizar na simulação e quais as vantagens relativamente a outras possibilidades? A.2. Qual o calibre (Iav, Ief, Vdwm, Vdrm) dos semicondutores utilizados? Justifique. A.3. Esquematize a parte de comando (geração do sinal de comando, a partir da referência, e interface com os semicondutores) do conversor que utilizou. A.4. Dimensione o circuito de comando dos semicondutores que esquematizou. A.5. Quais as protecções que lhe parece dever utilizar associadas ao conversor de potência? A.6. Dimensione o dissipador (R?) e os fusíveis (Ief, Varco e I 2 t) a utilizar para os semicondutores. A.7. Qual a potência, razão de transformação, e tipo de ligações do transformador que se deve utilizar? II. Circuito de controlo. A.8. Explique quais os princípios seguidos para a obtenção das funções de transferência do sistema de controlo que desenvolveu. Não se esqueça que os controladores devem satisfazer o exposto no ponto 2. A.9. Diga como implementaria essas funções de transferência com elementos discretos e CIs. FEUP-LEEC- Ramo de Energia - Armando Araújo - pp.6