AULA 3 ACIONAMENTO COM MÁQUINAS CC ACIONAMENTO COM RETIFICADORES E CHOPPERS PARTE 1 1
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)
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
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
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
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
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
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
Operção em Regime de Corrente Descontínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Corrente de Primário Fig. 3.5 9
Operção em Regime de Corrente Contínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig. 3.6 1
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. 3.7 11
TOPOLOGIA DO RETIFICADOR MONOFÁSICO SEMICONTROLADO Ponte Assimétric Ponte Simétric com Diodo Rod-Livre Mei-Ponte com Diodo Rod-Livre Fig. 3.8 1
Operção em Regime de Corrente Descontínu Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig. 3.9 13
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. 3.1 14
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. 3.11 15
Operção em Regime de Corrente Contínu d Ponte Complet Comndo de Dispro Corrente de Armdur Tensão Terminl Fig. 3.1 16
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
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-16 18 Cp. 3A1 - Prof. Mnoel
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
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
Prtid em Ponte Monofásic = o Cso : Ponte Complet 3 5 15 1 5 mec I -5.5.1.15..5.3.35.4 35 3 5 15 1 5-5.5.1.15..5.3.35.4 t 1 Fig. 3.14
18 16 14 1 1 8 6 4 - Prtid em Ponte Monofásic = 6 o Cso : Ponte Complet.5.1.15..5.3.35.4 mec I 4 3 1-1 - -3.5.1.15..5.3.35.4 t Fig. 3.15
Prtid em Ponte Monofásic = 6 o Cso : Diodo Rod Livre (Semicontroldo) 15 1 mec 5.5.1.15..5.3.35.4 I 35 3 5 15 t 1 5-5.5.1.15..5.3.35.4 3 Fig. 3.16
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 34 16. % ==> 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