Lab Maquinas Final

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI
CAMPUS ALTO PARAOPEBA
ENGENHARIA MECATRÔNICA
LABORATÓRIO DE MÁQUINAS E ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
RELATÓRIO FINAL
Giovanna Domingues Paccini Faria
Ouro Branco – MG
Julho de 2018
Introdução
O controle de torque é uma ferramenta muito importante para o desenvolvimento de inúmeros projeto, principalmente na planta mecatrônica, onde a integração entre mecânica e elétrica é primordial e de alta demanda.
Por isso, saber realizar o controle de torque, pelo inversor de frequência, por exemplo, é uma habilidade muito reconhecida no mercado e que possui grande valor agregado. Dado isso, a disciplina de Máquinas e Acionamentos Elétricos em conjunto com o Laboratório de Máquinas e Acionamentos Elétricos ofereceram grande valor intelectual para a construção do conhecimento em controle de torque de máquinas elétricas e tudo isso pode ser comprovado durante o último experimento em laboratório onde o projeto de um equipamento de academia que regenerasse energia foi elaborado e construído, como mostra estre trabalho.
Assim o objetivo do trabalho é aplicar e utilizar o inversor de frequência na função de controle de torque de forma a possibilitar a regeneração de energia na rede e concomitantemente o uso do torque como forma de simular um puxador vertical, comumente utilizado como exercícios de musculação em academias.
Objetivo
Compreender a utilização de uma das ferramentas de controle de torque, o inversor de frequência, em um projeto com regeneração de energia para a rede. Como forma de consolidar o conhecimento construído ao longo dessa disciplina.
Desenvolvimento
Dado o problema, algumas questões foram utilizadas para direcionar o projeto. Elas são:
Como se configura a conversão de Energia do ser humano para o equipamento? 
De energia mecânica para elétrica, ao puxar a carga o eixo do motor gira fazendo com que a variação do campo magnético induza tensão.
No eixo da máquina elétrica, como se apresentam os sinais de torque e velocidade?
Torque terá sentido oposto ao da velocidade angular.
A Máquina operará em modo motor ou gerador? 
Gerador.
O sistema deve operar em modo de regulação de torque ou velocidade? Por quê?
Regulação de Torque, pois a velocidade dependerá do usuário.
Qual tipo ideal de inversor para regenerar energia para a rede elétrica?
Inversor Regenerativo.
Dos disponíveis; em qual parte do equipamento podemos caracterizar a regeneração? 
Como o inversor que trabalharemos não é regenerativo, iremos observar apenas uma elevação na tensão.
Qual controlador seria recomendado neste caso? Como fazer o inversor operar neste modo de controle? 
Controle Vetorial, será configurado ao setarmos o valor do parâmetro P0202 para 4 (Sensorless).
Como fazer a transdução entre comandos de torque aplicados ao inversor e a prescrição de força dada pelo professor de Ed. Física? 
Sugira um experimento para fazer esta calibração. Fazer testes com pesos. Se o peso ficar suspenso em equilíbrio estático, então o torque aplicado equivale a ele em Kgf.
Para fazer isso funcionar observou-se o Blocodiagrama Controle Vetorial Sensorless apresentado no manual do CFW700 e mostrado abaixo:
Figura 1: Blocodiagrama Controle Vetorial Sensorless.
Com o diagrama em mãos foi possível compreender quais parâmetros seriam mudados. Neste caso, o primeiro parâmetro a ser alterado foi o P0202 para 4, alterando assim para controle vetorial, após isso foi necessário mudar o inversor para modo de regulação de torque. Para realizar essa alteração devemos utilizar as entradas digitais, assim utilizou-se a entrada DI1 setando o parâmetro P0263 para 9 (Velocidade/Torque) e zerando os parâmetros correspondentes às outras entradas digitais. Para mudarmos o valor da entrada para um foi necessário conectarmos a entrada 34 à 37. Por fim devemos informar quem é a referência, para tal projeto utilizamos a própria IHM ao mudarmos o parâmetro P0221 para 0.
Após tais ajustes, ao colocarmos para rodar o inversor pediu para fazermos um auto ajuste. Isso foi feito colocando o valor 2 no parâmetro P0408. Alguns minutos depois já estava tudo pronto para fazer o teste descrito na questão 8. Para alterar o valor de torque bastou utilizar a IHM para aumentar ou diminuir o parâmetro P0121.
Resultados e Discussões
Foi necessário iniciar com um baixo valor de torque e ir subindo aos poucos, pois um valor muito alto poderia criar um disparo no eixo do motor fazendo com que ele girasse com velocidade muito acima da nominal e podendo machucar caso alguém colocasse a mão nele. 
Utilizando o freio de Foucault encontrou-se uma relação de 2,5 N para o valor de 450 na IHM e corrente no motor de 2.1 A (corrente nominal = 4.4 A).
Durante o ensaio, realizado em aula, foi constatado uma grande dificuldade em conseguir estabilizar o converso, de modo que o peso colocado no equipamento não disparasse motor. Por grande parte do tempo de aula não foi possível estabilizar o motor, somente quando houve a troca dos pesos por uma corda, instalada diretamente no eixo do motor, onde o torque e a velocidade implementado na máquina era controlado por um aluno, que obteve-se a estabilização e validação projeto, sendo assim, não foi possível obter valores para a montagem de uma curva de calibração, já que a corda possui coeficiente de elasticidade desconhecido, além do torque e velocidade implementado pelo aluno também não podem ser mensurados.
Conclusão
A partir dos resultados do experimento, foi possível perceber que o controle de torque possui diversas aplicações, desde as mais simples às mais complexas, assim como uma planta mecatrônica, como nesse trabalho prático, onde implementou-se um equipamento de academia. Mesmo o experimento tendo objetivo de aprendizado e que a pesquisa tenha se limitado ao ambiente, havendo as limitações de peso e a dificuldade da estabilização do motor, experimento foi de grande valia para a consolidação do conhecimento teórico e prático adquirido durante as aulas.