Pea 2404 Notas de aula 6

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PEA – 2404 - MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS 113
MÉTODOS DE ALIMENTAÇÃO DOS MOTORES UTILIZADOS EM ACIONAMENTOS
Acionamentos de velocidade variável
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MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.A. :
�CONVERSORES C.A. – C.C. ���� RETIFICADORES CONTROLADOS
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES
OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM CONVERSORES EM ANTI-PARALELO
�GRUPOS MOTOR-GERADOR C.C. ���� SISTEMA “WARD-LEONARD”�GRUPOS MOTOR-GERADOR C.C. ���� SISTEMA “WARD-LEONARD”
OPERAÇÃO NATURAL EM QUATRO QUADRANTES
ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.C. : 
�PARTIDA E ACELERAÇÃO REOSTÁTICA
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES – MÉTODO DISSIPATIVO
�RECORTADOR DE TENSÃO – “CHOPPER”
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES
OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM “CHOPPER” REGENERATIVO
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CONVERSORES C.A. – C.C. ���� RETIFICADORES CONTROLADOS BASEADOS EM TIRISTORES
MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C.
CONVERSOR DE CAMPO
Va E
Ia
Φ
iexc
ra
Vexc
VAC 
3 ∼∼∼∼
VAC 
1 ∼∼∼∼
TOPOLOGIA TÍPICA 
DE CONVERSOR 
DE 1 QUADRANTE
∼∼∼∼
=
∼∼∼∼
=
REGULADOR DE ω REGULADOR DE Ia REGULADOR DE iexc
REALIMENTAÇÃO DE Ia
REALIMENTAÇÃO DE ω
REALIMENTAÇÃO DE iexc
ωREF
- -
-
+ + +
MALHA DE 
CONTROLE DE 
VELOCIDADE
CONVERSOR DE ARMADURA
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GRUPOS MOTOR - GERADOR C.C. ���� SISTEMAS “ WARD – LEONARD”
MÉTODOS DE VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C.
VAC 
3 ∼∼∼∼
Ia
Va EMEG
ra- Mra - G
G.C.C. M.C.C.
iexc - M
∼∼∼∼
=
+
∼∼∼∼
iexc - G
-
MOTOR SÍNCRONO 
OU DE INDUÇÃO
GRUPO ROTATIVO 
“WARD – LEONARD“ 
DE 4 QUADRANTES
+
∼∼∼∼
=
rcampo
CONTROLE DE EXCITAÇÃO 
DO GERADOR C.C.
SISTEMA ESTÁTICO 
“WARD – LEONARD” 
DE 4 QUADRANTES
REATOR DE CIRCULAÇÃO
∼∼∼∼
=
VAC 
3 ∼∼∼∼
VAC 
3 ∼∼∼∼
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CONTROLE DE PARTIDA E 
ACELERAÇÃO REOSTÁTICA
ARMADURA
CAMPO SÉRIE
RESISTOR DE PARTIDA 
E CONTROLE DE 
VELOCIDADE
RESISTOR DE DERIVAÇÃO 
DO CAMPO
V
R1 + R2 + R3 + ....
∑+
−
=
iA
LINHA
A Rr
KVI ωφ..
tkctedJC
cteCcteII AMEDA
...
..
=⇒≅=
≅⇒≅=
ω
ω
MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE - ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE BARRAMENTO C.C.
VLINHA
VMOTOR
tkEVKE
tkcte
dt
dJC
MOTOR ...
...
=≅⇒=
=⇒≅=
ωφ
ω
ω
Ia
Ia - min
Ia - max
Ia - med
ω1 ω2 ωnω4ω3
ω
ωn
ta0 t
VMOTOR
VLINHA
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CONTROLE DE PARTIDA E ACELERAÇÃO POR MEIO DE “CHOPPER”
t
V
VLINHA
VMOTORVLINHA
VMOTOR
Ia
++
t0
τ
Ia - med.
Ia
LINHAMOTOR V
tV .0 





=
τ
FATOR DE INTERMITÊNCIA (“DUTY-CYCLE”)
���� ( t0 / τ ) 
-
-
CHAVE ELETRÔNICA
� SCR ���� GTO ���� IGBT
OPERA COM FREQUÊNCIA DE 
CHAVEAMENTO FIXA E COM 
INTERMITÊNCIA AJUSTÁVEL
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VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES DE CORRENTE ALTERNADA (por variação da freqüência de alimentação)
VL ; fL
CL
IL
~
=
ESTÁGIO RETIFICADOR
ELO EM CORRENTE CONTÍNUA
� CAPACITOR DE FILTRAGEM
� RESISTOR DE FRENAGEM
NO MOTOR DE INDUÇÃO: 
� CAMPO ROTATIVO COM VELOCIDADE SÍNCRONA 
DADA POR: 
ωs = 2.pi . f1 / p 
�PARA Nº DE PÓLOS FIXADOS NA CONSTRUÇÃO, A 
ROTAÇÃO SÍNCRONA É FUNÇÃO EXCLUSIVA DA 
IM
M
~
=
VM ; fM
ESTÁGIO INVERSOR
���� SINTETIZA TENSÃO E 
FREQÜÊNCIA VARIÁVEIS
CONVERSOR DE FREQÜÊNCIA VARIÁVEL ���� A PARTIR DA TENSÃO FIXA DA REDE, PROMOVE NOS TERMINAIS DO 
MOTOR, TENSÃO E FREQÜÊNCIA TRIFÁSICAS, VARIÁVEIS E CONTROLADAS. ( V / f = cte. )
SINTETIZAÇÃO DA ONDA DE TENSÃO NA FREQÜÊNCIA DESEJADA ���� A PARTIR DE CHAVEAMENTO DA TENSÃO 
CONTÍNUA NO ELO C.C. , COM CHAVES ELETRÔNICAS ( SCR - GTO - IGBT )
ROTAÇÃO SÍNCRONA É FUNÇÃO EXCLUSIVA DA 
FREQÜÊNCIA DE ALIMENTAÇÃO DO ENROLAMENTO 
TRIFÁSICO DO ESTATOR
�VELOCIDADE DO ROTOR RESULTA DA INTERAÇÃO 
DO CAMPO ROTATIVO COM OS CONDUTORES DO 
ROTOR , NUM DADO ESCORREGAMENTO
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TOPOLOGIA TÍPICA DO ESTÁGIO INVERSOR DE FREQUÊNCIA
Vcc – TENSÃO DO BARRAMENTO DE CORRENTE CONTÍNUA ( TENSÃO DO FIO DE CONTATO PARA LINHA C.C. )
T1 a T6 - TRANSISTORES DE POTÊNCIA - “CHAVES DE ESTADO SÓLIDO”
D1 a D6 - DIODOS DE RETORNO ( PARA CIRCULAÇÃO DE CORRENTES INDUTIVAS E DURANTE A REGENERAÇÃO )
C - CAPACITOR DE FILTRO E DE ARMAZENAMENTO DE ENERGIA
MOTOR 
TRIFÁSICO
CIRCUITO DE POTÊNCIA CHAVES EQUIVALENTES
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SINTETIZAÇÃO DE TENSÕES TRIFÁSICAS PELO INVERSOR DE FREQUÊNCIA
FREQUÊNCIA DA TENSÃO SINTETIZADA ���� DETERMINADA PELO TEMPO DE DURAÇÃO DO INTERVALO DE CONDUÇÃO DAS CHAVES
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AJUSTE DE TENSÃO CONCOMITANTE COM A FREQUÊNCIA
RECORTE DA TENSÃO SINTETIZADA POR CHAVEAMENTO DENTRO DE CADA INTERVALO DE CONDUÇÃO DAS CHAVES
SISTEMA PWM - “PULSE WIDTH MODULATION” ���� V / f = CTE.
INTERVALO DE CONDUÇÃO - Ti INTERVALO DE CONDUÇÃO - 2 x Ti
tC
τ
tC / τ = 1 tC / τ = 1/2