Dispositivos de Acionamento Elétrico

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📝 Dispositivos de Acionamento Elétrico – Resumo 
Estruturado 
1. Introdução: O Papel dos Dispositivos 
Os Dispositivos de Acionamento Elétrico são os componentes eletrônicos e 
eletromecânicos que compõem o Conversor Eletrônico de Potência (CEP) e o 
Sistema de Controle e Feedback. Eles são responsáveis por manipular a energia 
elétrica e fornecer ao motor a tensão, corrente e frequência exatas exigidas pela 
carga mecânica. O avanço nesta área é impulsionado principalmente pelo 
desenvolvimento de semicondutores de potência de alta velocidade e baixa 
perda. 
2. Dispositivos Semicondutores de Potência (Chaves) 
Estes são os elementos chave (chaves estáticas) nos conversores que ligam e 
desligam rapidamente o fluxo de energia. Eles são classificados com base em sua 
capacidade de comutação (serem ligados ou desligados por um sinal de controle). 
Dispositivo Descrição Acadêmica Aplicação Típica no AE 
Diodo de 
Potência 
Dispositivo semicondutor não 
controlável, que permite a condução 
em apenas um sentido após atingir 
uma tensão de breakdown. 
Usado em Retificadores de 
Entrada (para criar o 
barramento CC) e como 
Diodos de Roda Livre em 
inversores. 
Tiristor 
(SCR - 
Silicon 
Controlled 
Rectifier) 
Dispositivo semi-controlável. É ligado 
por um pulso na porta (gate), mas 
desligado apenas pela reversão da 
tensão (comutação natural) ou pela 
redução da corrente abaixo da 
corrente de manutenção (holding 
current). 
Utilizado em Retificadores 
Controlados (controlando a 
tensão do barramento CC) e 
em cicloconversores. 
Transistor 
Bipolar de 
Porta 
Isolada 
(IGBT) 
Dispositivo de comutação totalmente 
controlável. Combina as vantagens 
do BJT (alta capacidade de corrente) 
com a do MOSFET (fácil 
acionamento por tensão). 
O dispositivo mais comum 
em Inversores de 
Frequência (VFDs) de 
média e alta potência, 
devido à sua capacidade de 
chavear em altas 
frequências (PWM). 
MOSFET 
de 
Potência 
Transistor de efeito de campo de 
porta isolada. Extremamente rápido. 
Oferece menores perdas de 
Usado em Conversores 
CC-CC (Choppers) e em 
inversores de baixa 
condução em baixa tensão e opera 
em altíssimas frequências de 
chaveamento. 
potência. É crucial em 
acionamentos de veículos 
elétricos (SiC e GaN 
MOSFETs). 
3. Circuitos Auxiliares e Proteção 
• Circuito de Disparo (Gating Circuit): Circuito responsável por fornecer os 
pulsos de corrente ou tensão necessários ao gate do semicondutor para ligá-
lo e desligá-lo, garantindo o tempo de atraso e o formato de pulso corretos 
(PWM - Pulse Width Modulation). 
• Circuitos de Amortecimento (Snubber): Redes R-C ou R-L-D conectadas 
em paralelo aos semicondutores. Têm a função de limitar a taxa de 
crescimento da tensão ($dV/dt$) e da corrente ($dI/dt$) durante a 
comutação, protegendo o dispositivo contra sobretensão e sobrecorrente 
transitórias. 
4. Dispositivos de Sensoriamento e Feedback 
Para que um sistema de acionamento alcance o Controle Vetorial (FOC) ou outros 
métodos de alto desempenho, é essencial medir com precisão as variáveis de 
estado do motor. 
4.1. Medição de Corrente e Tensão 
• Sensores de Efeito Hall: Usados para medição de corrente contínua (CC) 
e alternada (CA) sem contato elétrico direto (isolamento galvânico), 
fornecendo feedback de alta fidelidade para o algoritmo de controle. 
• Divisores de Tensão Isolados: Circuitos para reduzir a alta tensão do 
barramento CC ou dos terminais CA do motor a um nível seguro para o 
circuito de controle de baixa tensão. 
4.2. Medição de Velocidade e Posição 
• Encoder Incremental: Gera um número de pulsos por revolução, usado para 
calcular a velocidade angular ($\omega_m$) do motor com alta precisão e, 
por integração, estimar a posição. 
• Resolver: Um transdutor eletromagnético que fornece a posição angular 
absoluta do eixo como uma relação entre as amplitudes das tensões de saída 
(seno e cosseno). É robusto e preferido em ambientes agressivos. 
• Sensor Hall (em motores sem escovas): Posicionado no estator, detecta a 
posição dos ímãs permanentes do rotor para garantir a sequência de 
comutação correta em motores BLDC (Brushless DC). 
5. O Subsistema de Controle (Hardware Digital) 
O controle avançado (como FOC ou DTC) exige poder computacional para executar 
os algoritmos em tempo real. 
• Microcontrolador (MCU): Um microprocessador integrado com memória e 
periféricos específicos para controle (ex: temporizadores PWM de alta 
resolução, conversores A/D rápidos). É o componente mais usado em VFDs 
de baixo e médio custo. 
• Processador de Sinal Digital (DSP): Projetado especificamente para 
processamento matemático rápido. Utilizado em aplicações de alto 
desempenho dinâmico, como servossistemas, onde os laços de controle de 
corrente devem ser fechados em microsegundos. 
• FPGA (Field-Programmable Gate Array): Usado para a máxima velocidade 
e paralelismo de processamento. Essencial em acionamentos de ultra-alta 
velocidade ou em pesquisa, onde a flexibilidade do hardware é crucial. 
A sinergia entre esses dispositivos — semicondutores rápidos, sensores precisos e 
microprocessadores potentes — é o que define a performance e a eficiência de um 
Sistema de Acionamento Elétrico moderno. 
 
	📝 Dispositivos de Acionamento Elétrico – Resumo Estruturado
	1. Introdução: O Papel dos Dispositivos
	2. Dispositivos Semicondutores de Potência (Chaves)
	3. Circuitos Auxiliares e Proteção
	4. Dispositivos de Sensoriamento e Feedback
	4.1. Medição de Corrente e Tensão
	4.2. Medição de Velocidade e Posição
	5. O Subsistema de Controle (Hardware Digital)