Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Sobral, 2020 Acionamentos com Conversores CC-CC. 01 – Princípio do controle da potência. 02 – Princípio do controle da frenagem regenerativa. 03 – Princípio do controle da frenagem dinâmica. 04 – Princípio do controle das frenagens regenerativas e reostáticas combinadas. 05 – Acionamentos com Conversores CC-CC de dois e quatro quadrantes. 06 – Conversores CC-CC multifase. Figura 01: Conversor CC CC. Fonte: Gepai.com.br/. Os acionamentos com conversor CC são amplamente utilizados em aplicações de tração em todo o mundo. Um conversor CC é conectado entre uma fonte de tensão CC fixa e uma máquina CC para variar a tensão da armadura. Uma máquina CC pode ser operada em um dos quatro quadrantes controlando-se as tensões (ou correntes) da armadura ou do campo a fim de operar a máquina no quadrante desejado. Acionamentos com Conversores CC-CC Princípio do controle da potência O arranjo do circuito de um motor com excitação independente alimentado por um conversor (figura 02). A chave do conversor CC poderia ser um transistor ou tiristor em comutação forçada. Esse é um acionamento de um quadrante, como mostrado na Figura 03. As formas de onda para a tensão da armadura, corrente de carga e corrente de entrada são mostradas na Figura 04, supondo uma carga altamente indutiva. Figura 02: Conversor CC CC. Fonte: Rashid, 2014. Figura 03: Quadrante. Fonte: Rashid, 2014. Figura 04: Formas de Onda. Fonte: Rashid, 2014. Princípio do controle da potência A tensão da armadura é: Va = kVs A potência fornecida à máquina é: Po = VaIa = kVsIa Corrente de entrada é: Is = kIa A resistência equivalente de entrada é: Req= Vs/Is = Vs/Iak Variando-se o ciclo de trabalho k, o fluxo de potência (e velocidade) da máquina pode ser controlado. Princípio do controle da frenagem regenerativa Na frenagem regenerativa, a máquina age como gerador e a sua energia cinética, juntamente com a da carga, é devolvida à fonte de alimentação. O princípio da transferência de energia de uma fonte CC para uma outra de tensão mais elevada, pode ser aplicado na frenagem regenerativa de máquinas CC. O arranjo do circuito é mostrado na figura 06. Esse é um acionamento de um quadrante e opera no segundo quadrante, como mostrado na Figura 07. A Figura 08 mostra as formas de onda da tensão e da corrente supondo que a corrente da armadura seja contínua e livre de ondulação. Figura 06: Circuito. Fonte: Rashid, 2014. Figura 08:Formas de Onda. Fonte: Rashid, 2014. Figura 07: Quadrante.. Fonte: Rashid, 2014. A aplicação de um conversor CC permite a frenagem regenerativa de máquinas CC em série devido à sua rápida resposta dinâmica. Uma máquina CC de excitação separada é estável na frenagem regenerativa. A armadura e o campo podem ser controlados independentemente para fornecer o torque necessário durante a partida. As máquinas CC excitadas separadamente e em série, alimentadas por conversor CC, são ambas adequadas para aplicações em tração. Princípio do controle da frenagem regenerativa A tensão média é: Vch= Vs(1−k) A potência: Ps= IsVs=(1-k)IaVs A tensão média é: Vch= Vs(1−k) A Resistência equivalente é: Princípio do controle da frenagem dinâmica Na frenagem dinâmica é dissipado em um reostato, o que pode não ser uma característica desejável. Nos sistemas de transporte rápido de massas (MRT), a energia pode ser utilizada no aquecimento dos trens. A frenagem dinâmica também é conhecida como frenagem reostática. Um arranjo do circuito é mostrado na Figura 09. Esse é um acionamento de um quadrante e opera no segundo quadrante, como mostrado na Figura 10. A Figura 11 mostra as formas de onda. Figura 09: Circuito. Fonte: Rashid, 2014. Figura 11: Formas de Onda. Fonte: Rashid, 2014. Figura 10: Quadrante. Fonte: Rashid, 2014. Princípio do controle da frenagem dinâmica A corrente na frenagem é: Tensão na frenagem: A resistência equivalente é: A resistência equivalente é: Princípio do controle das frenagens regenerativas e reostáticas combinadas Figura 12: Circuito. Fonte: Rashid, 2014. Acionamentos com Conversores CC-CC de dois e quatro quadrantes Controle da Aceleração: O transistor Q1 e o díodo D2 operam. Quando Q1 conduz, a tensão da fonte de alimentação Vs é conectada aos terminais do motor. Quando Q1 corta, a corrente da armadura, que flui através do díodo de comutação D2, decai. Controle regenerativo: O transistor Q2 e o diodo D1 operam. Quando Q2 conduz, a máquina age como gerador e a corrente da armadura cresce. Quando Q2 corta, a máquina, agindo como gerador, devolve energia p ara a alimentação através do diodo regenerativo D1. Em aplicações industriais, a operação em quatro quadrantes, como mostrado na Figura 12a, às vezes é necessária. Um acionamento de quatro quadrantes transistorizado é mostrado na Figura 12b. Figura 12: Circuito/Quadrante. Fonte: Rashid, 2014. Acionamentos com Conversores CC-CC de dois e quatro quadrantes Conversores CC-CC multifase Figura 14: Circuito/Formas de onda. Fonte: Rashid, 2014. Referências RASHID, M. H. Eletrônica de Potência. 4. ed. São Paulo, SP: Pearson, 2014.
Compartilhar