SENAI - 04

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Unidade: SENAI - Lapinha
Introdução à Automação e Controle
Docente: José Antonio Santos Corbacho
2015
Introdução à Automação e Controle
Motores trifásicos
Os motores de corrente alternada, funcionam com uma só tensão
elétrica: 110 V, 220 V ou outras.
Estas tensões são aplicadas por meio de dois fios, um deles chamado
fase e o outro neutro.
Motores que funcionam assim são chamados monofásicos.
Motores trifásicos
Motores trifásicos
O estator do motor trifásico possui três enrolamentos,
distantes 120°um do outro.
São preparados para receber as tensões do sistema
trifásico.
Quando as tensões elétricas do trifásico, atrasadas entre si,
são aplicadas às três fases do estator, forma-se umsão aplicadas às três fases do estator, forma-se um
magnetismo que vai mudando de posição e gira conforme o
tempo vai passando.
Esse magnetismo giratório induz correntes no rotor.
O magnetismo força o rotor, sustentado por mancais que
acompanham seu movimento.
Motores trifásicos
Nos fios do rotor bobinado pode-se ligar resistências
externas que permitem controlar a corrente no rotor.
Altas correntes significam altas velocidades.
Os motores trifásicos são utilizados em aplicações que
requerem acionamento de cargas pesadas, como
guindastes, pontes rolantes e equipamentosguindastes, pontes rolantes e equipamentos
transportadores.
Podem ser ligados em tensões elétricas de 220 V, 380 V,
440 V e 760 V.
Posição e velocidade dos motores elétricos 
Os motores elétricos usados em sistemas de automação
geralmente requerem algum controle.
Pense num robô que retira uma peça usinada de um torno
CNC e a coloca sobre a bandeja de um veículo de
transporte.
Seus movimentos seriam:Seus movimentos seriam:
• Saindo de uma posição conhecida, partir e acelerar.
• Ao aproximar-se de uma posição favorável de ataque à peça,
desacelerar até parar.
• Aproximar-se da peça a baixa velocidade.
• Parar e agarrar a peça.
• Partir de volta e acelerar.
• Desacelerar até parar numa posição favorável para soltar a peça no
veículo.
• Soltar a peça.
Posição e velocidade dos motores elétricos 
Os motores elétricos envolvidos neste movimento devem ter
controle de velocidade (para aceleração e desaceleração) e
de posicionamento.
São controles críticos porque se o robô se aproximar da
peça numa trajetória errada, dependendo da velocidade de
aproximação poderá colidir com algum acessório ouaproximação poderá colidir com algum acessório ou
quebrar a peça.
O mesmo poderia acontecer na hora de soltar a peça.
Posição e velocidade dos motores elétricos 
O controle de velocidade e de posicionamento é feito em
ciclos de realimentação (feedback), nos quais a posição e a
velocidade de deslocamento constituem informações
importantes para o controle do motor.
Servomotor
Motores elétricos utilizados em ciclos de realimentação
normalmente já vêm com sensoriamento acoplado ao seu
eixo.
O motor passa a receber a designação de “servomotor”,
pois torna-se um “escravo” total do ciclo de realimentação.
Existem servomotores de corrente contínua e de correnteExistem servomotores de corrente contínua e de corrente
alternada.
Ao receber os sinais elétricos dos sensores, o módulo de
controle opera de modo a variar a potência elétrica do
motor.
Isto costuma ser feito alterando-se os valores das tensões
elétricas entregues ao motor ou, ainda, controlando-se o
tempo durante o qual o motor recebe essas tensões.
Servomotor
Servomotor
Servomotor - é uma máquina síncrona composta por uma
parte fixa (estator) e outra móvel (rotor).
O estator é bobinado como no motor elétrico convencional,
porém, apesar de utilizar alimentação trifásica, não pode ser
ligado diretamente à rede, pois utiliza uma bobinagem
especialmente confeccionada para proporcionar altaespecialmente confeccionada para proporcionar alta
dinâmica ao sistema.
O rotor é composto por ímãs permanentes dispostos
linearmente sobre o mesmo e com um gerador de sinais
chamado “resolver” instalado para fornecer sinais de
velocidade e posição.
Servomotor
Características de um servomotor
Dinâmica, controle de rotação, torque constante e precisão
de posicionamento.
As características mais desejadas nos servomotores são:
Torque constante em larga faixa de rotação (até 4500 rpm),
uma larga faixa de controle da rotação e variação (até
1:3000) e alta capacidade de sobrecarga.1:3000) e alta capacidade de sobrecarga.
Inversores de freqüência
Inversores de freqüência
São equipamentos destinados a controlar e variar a
velocidade de motores elétricos de indução trifásicos.
A função do inversor de freqüência é a mesma do conversor
CC, regular a velocidade de um motor elétrico mantendo seu
torque.
A diferença agora é o tipo de motor utilizado.A diferença agora é o tipo de motor utilizado.
Os inversores de freqüência foram desenvolvidos para
trabalhar com motores CA.
Inversores de freqüência
A velocidade de rotação de um motor CA depende da 
freqüência da rede de alimentação.
Quanto maior for a freqüência, maior a rotação e vice-versa.
Assumindo que o número de pólos de um motor CA seja fixo 
(determinado na sua construção), ao variarmos a freqüência 
de alimentação, variamos na mesma proporção sua de alimentação, variamos na mesma proporção sua 
velocidade de rotação.
O inversor de freqüência, portanto, pode ser considerado 
como uma fonte de tensão alternada de freqüência variável.
Motor de Passo
Os ciclos de realimentação, que incluem sensores para
indicar a posição e a velocidade do motor, tornam complicado
aquilo que parecia simples.
Para girar um motor até uma determinada posição, com
velocidade controlada, são necessários equipamentos
sofisticados.sofisticados.
Existe um tipo de motor que não requer sensoriamento, pois
se “comporta muito bem”: é o motor de passos.
Motor de Passo
Motor de passo convertem informação digital em movimento
ou posição.
São diferentes dos motores comuns, neste ponto, enquanto
os motores comuns são controlados pela corrente que
atravessa seus enrolamentos, ao MP são controlados
digitalmente.digitalmente.
Motor de Passo
Este motor, gira a partir de combinações de tensões que são aplicadas em
suas bobinas.
Para que eles funcionem, é necessária a informação de quantos passos o
motor deve se deslocar, a partir da posição original.
Portanto, não é necessário um sistema de sensoriamento para verificar a
posição em que o motor se encontra, pois ele sempre estará a N passos
da posição de origem (N é o número de passos indicado pelo controlador).da posição de origem (N é o número de passos indicado pelo controlador).
A precisão do deslocamento destes motores é indicada pelo valor de cada
passo, dado em graus.
Se um motor de passos tem precisão de 1,8°, isto significa que, em cada
combinação de tensão aplicada ao motor, ele se desloca 1,8°, ou seja
1/200 avos de uma volta completa.
Para o motor dar uma volta completa de 360°, é necessário que o
controlador gere 200 combinações de tensões, isto é, 200 passos.
Motor de Passo
Um motor de passo pode ser uma boa escolha sempre que
movimentos precisos são necessários.
Eles podem ser usados em aplicações onde é necessário
controlar vários fatores tais como: ângulo de rotação,
velocidade, posição e sincronismo.
O ponto forte de um motor de passo não é a sua forçaO ponto forte de um motor de passo não é a sua força
(torque), tampouco sua capacidade de desenvolver altas
velocidades - ao contrário da maioria dos outros motores
elétricos - mas sim a possibilidade de controlar seus
movimentos de forma precisa.
Por conta disso este é amplamente usado em impressoras,
scanners, robôs, câmeras de vídeo, brinquedos, automação
industrial entre outros dispositivos eletrônicos que requerem
de precisão.
Motor de Passo - funcionamento
É dado pelo uso de solenóides alinhados dois a dois
que quando energizados atraem o rotor fazendo-o se
alinhar com o eixo determinado pelos solenóides,
causando assim uma pequena variação de ângulo
que é chamada de passo.que é chamada de passo.
A velocidade e osentido de movimento são
determinados pela forma como cada solenóide é
ativado (sua ordem e a velocidade entre cada
ativação).
Comparativo entre motores
Verificando o Aprendizado
1. Como estão dispostos os enrolamentos do motor trifásico?
2. Explique o funcionamento do motor trifásico.
3. Cite três aplicações para o motor trifásico.
4. Porque os motores elétricos utilizados na automação requer algum tipo controle?
5. Como é feito o controle de velocidade e de posicionamento nos motores elétricos?
6. Como é feita a variação de potencia elétrica nos servomotores?
7. O que é servomotor?7. O que é servomotor?
8. Como esta constituído os servomotores? Explique os seus componentes.
9. O que deve apresentar os servomotores?
10. Quais são as características mais desejadas dos servomotores?
11. O que são inversores de frequência?
12. Qual a função do inversor de frequência?
13. Explique o funcionamento dos inversores de frequencia.
14. O que são motores de passos?
15. Explique o funcionamento dos motores de passos?
16. Por que os motores de passos são controlados digitalmente?
17. Cite três aplicações para os motores de passos.