TRABALHO DE SERVO MOTORES

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UNIVERSIDADE LUTERANA DO BRASIL
PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Alexsandi Fallavena
Cidiomar Albino
Diego Fernando Soares da Silva
Rômulo Bergamaschi
RELATÓRIO DO TRABALHO 3
SERVOACIONAMENTOS
Disciplina: Sistemas Robotizados
Curso Superior de Tecnologia em Automação Industrial
Canoas, 25 de junho de 2013
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INTRODUÇÃO
Neste trabalho serão analisado as cincos tarefas sobre servomotores.
O Servomotor é uma máquina síncrona composta por uma parte fixa (o estator) e outra móvel (o 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 alta dinâmica ao sistema. Já o rotor é composto por ímãs permanentes dispostos linearmente sobre o mesmo e com um gerador de sinais instalado para fornecer sinais de velocidade e posição (resolver, encoder, resistor, etc). De um servomotor são exigidos, entre outros, dinâmica, controle de rotação, torque constante e precisão de posicionamento. As características mais desejadas são o 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 (3 x Torque nominal). 
OBJETIVO:
O objetivo é implementar as cincos tarefas , conforme a descrição em cada exercício. Utilizando o kit de servomecanismos ED-4400, para montagem de cada tarefa.
3. ATIVIDADES:
 3.1- ATIVIDADE 1: A corrente do motor incorpora a corrente do enrolamento da armadura conectado ao comutador e dos polos magnéticos, os quais são excitados por uma fonte DC ou são imãs permanentes. O torque mecânico é gerado quando a corrente flui pelos enrolamentos. No experimento os circuitos utilizados são de imã permanente (campo magnético constante). Desta forma, a velocidade do motor é fortemente dependente da tensão aplicada no enrolamento da armadura. 
Figura 1
Figura 2
• Gire o dial do U-157 no sentido horário lentamente até o motor começar a girar. Anote os valores do dial, da tensão de entrada e da corrente; 
• Continue girando o dial do U-157 até o incremento de um volt na tensão de entrada. Anote os valores do dial, da tensão de entrada, da corrente e da velocidade do motor; 
• Construa um gráfico relacionando os dados ao término do experimento e analise-o (gráfico 1, gráfico 2, gráfico 3).
Gráfico 1
Gráfico 2
 Gráfico 3
3.2- ATIVIDADE 2:
Qual a relação entre a velocidade, corrente e carga no motor? Demonstre graficamente e justifique a conclusão.
Figura 3
Monte o circuito apresentado no diagrama da figura 3. A figura 4 apresenta o diagrama de montagem
Figura 4
• Ajuste os atenuadores do U-151 em 8; Após ligue a fonte, então ajuste o U-157 até a velocidade estar na máxima indicada; 
• Coloque o freio eletromagnético no disco preso ao eixo do motor. Ligue-o em zero. Passe o freio para 1, aguarde 20s e anote os valores de velocidade e corrente. Repita isto até o último valor do freio; 
• Partindo do valor 10 do freio, repita o procedimento anterior decrementando o valor até zero; 
• Construa os gráficos “posição do freio x tensão de saída” e “posição do freio x corrente no motor”, utilizando os dados dos procedimentos anteriores; 
• A partir dos resultados plote o gráfico da tensão do taco e corrente contra a escala do freio.
RESULTADO DOS GRÁFICOS:
ANÁLISE DOS RESULTADOS:
 1º - Com base nos resultados dos gráficos de corrente e velocidade, podemos verificar que com a atuação do freio as grandezas, corrente e velocidade variam inversamente proporcionais Conforme é aumentada a escala de frenagem, a velocidade, como era de se esperar, diminui até que o motor pare. A corrente elétrica, por sua, sobe na mesma proporção em que há a redução da velocidade. Como se trata de um motor de imãs permanentes, e o torque é proporcional a corrente, teremos um torque adequado para a carga, mesmo tendo variação de velocidade.
 3.3- ATIVIDADE 3:
 Como se comporta o motor DC quando um sinal transiente é inserido na armadura? Demonstre graficamente e justifique a conclusão.
Figura 5
Monte o circuito apresentado no diagrama da figura 5. A figura 6 apresenta o diagrama de montagem
Figura 6
• Ajuste o osciloscópio para operação X-Y. Conecte a saída de rampa do U-162 a entrada X do osciloscópio; 
• Ajustar a frequência do U-162 para 0.1Hz, feito isto o ligue; 
• Ajuste o U-151 e mantenha o motor não saturado (velocidade média); 
• Coloque carga no eixo do motor e observe o osciloscópio; 
• A partir dos resultados plote os gráficos. Figura 6 – Diagrama de montagem do experimento 3.
RESULTADOS E GRÁFICOS:
1-GRÁFICO DE VELOCIDADE X TEMPO (SEM CARGA):
	TEMPO
	V motor
	VELOC
	0
	-500
	500
	2,5
	0
	500
	5
	500
	0
	7,5
	0
	0
	10
	-500
	500
	12,5
	0
	500
	15
	500
	0
	17,5
	0
	0
	20
	-500
	500
ANÁLISE DOS RESULTADOS:
 Os resultado do gráfico de variação sem carga, não é conclusivo, deveria ter um formato diferente que demontrasse um que há um atraso entre o tempo e a velocidade que forma uma rampa na aceleração. Talvez o mais adequado seria usar uma escala de tempo diferente, mas mesmo assim, ainda, não teríamos um resultado similar ao teórico.
Também não foi conclusivo o resultado da variação com carga, por isso não o citamos neste nesta.
3.4- ATIVIDADE 4:
Figura 7
• Ajuste o U-152 para a posição “a” e no U-151, ATT-2 para 10 e ATT-1 para 5. Isto iniciará a saída do taco-gerador amplificada. Ligue o U-156; 
• Ajuste o U-157 até que a velocidade do motor seja 50%, aproximadamente 2500 RPM; 
• Aumentar o valor do freio em um incremento de cada vez até o fim e registrar a velocidade do Motor e a tensão do erro. Note que neste ponto não há realimentação; 
• Ajuste ATT-2 para 5 e, novamente, a velocidade do motor em 50%. Mais uma vez, aumente o valor do freio em um incremento de cada vez até o fim e registre a velocidade do motor e a tensão do erro; 
• Repita o passo anterior, porém com ATT-2 igual a zero; 
• Compare graficamente (RPM x Brake e Verro x Brake) os dados obtidos quando ATT-2 igual a 
RESULTADOS DOS GRÁFICOS:
ANÁLISE DOS RESULTADOS:
3.5- ATIVIDADE 5:
 Qual a relação entre a precisão dos sistema de posicionamento do Motor DC em relação aos sinais de entrada e dos controladores de saída? Demonstre graficamente e justifique a conclusão.
Figura 9
Monte o circuito apresentado no diagrama da figura 9. A figura 10 apresenta o diagrama de montagem;
Figura 10
• Ajuste o U-152 para a posição “a” e no U-151, ATT-2 para 10. Ligue o U-156 e ajuste U-157 para 180º; 
• Ajuste o U-153 ADJ para zero, com isto a saída de U-154 deve ir a zero também; 
• Ajuste o U-151 para 9. Girar U-157 ±20 graus torno da posição 180º e verifique se o U-158 segue a variação. O U-158 deve seguir o movimento do U-157; 
• Gire em sentido anti-horário o U-157, iniciando de 0º e indo até 150º, com incrementos de 10º. Anote os ângulos de U-158. Repita o procedimento girando U-157 em sentido horário. Anote as diferenças ente U-157 e U-158; 
•Execute o passo anterior para o U-151 em 7, 5.3 e 1; 
• Construa os gráficos do erro.
RESULTADOS DOS GRÁFICOS:
3.6- ATIVIDADE 6:
O que é uma máquina síncrona? Qual a relação entre a velocidade síncrona e o número de polos da máquina? E como se controla a velocidade de um motor síncrono? Demonstre graficamente e justifique a conclusão.
 
4. CONCLUSÕES: