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Acionamentos 1 - trabalho 2

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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.

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