Notas de aula - Parte 6 Arquivo

PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
111
PARTE 3 – MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CONSTRUÇÃO
ROTOR SUSTENTADO DENTRO DO
ESTATOR POR MEIO DE MANCAIS
APOIADOS EM TAMPAS
MANUTENÇÃO DO ENTREFERRO
NESSA MONTAGEM
ESCOVAS MONTADAS EM
SUPORTES SOLIDÁRIOS AO
ESTATOR
112
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
113
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
114
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
115
MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA
CARCAÇA
USO INDUSTRIAL
PORTE MÉDIO
INTERPOLO
PÓLO PRINCIPAL
NÚCLEO DO ROTOR
COMUTADOR
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
116
CORTE TRANSVERSAL TÍPICO DE MOTOR C.C. INDUSTRIAL
117
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
PÓLO PRINCIPAL
MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA
USO INDUSTRAL
PÓLO AUXILIAR
GRANDE PORTE
COM ENROLAMENTO DE
COMPENSAÇÃO
NÚCLEO ROTÓRICO
COMUTADOR
CARCAÇA
CATÁLOGO COMERCIAL BBC
ENROLAMENTO DE
COMPENSAÇÃO
BANDAGEM DE AMARRAÇÃO
DAS BOBINAS DO ROTOR
118
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
VISTA EM CORTE DE MOTOR C.C. INDUSTRIAL COMPENSADO
PORTA ESCOVAS
ENROLAMENTO DE ARMADURA
CAMPO PRINCIPAL
ENROLAMENTO DE COMUTAÇÃO
CARCAÇA
ENROLAMENTO DE
COMPENSAÇÃO
COMUTADOR
CATÁLOGO COMERCIAL BBC
119
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
DETALHES CONSTRUTIVOS – COMUTADOR E PORTA ESCOVAS
PORTA ESCOVAS
COMUTADOR
ANEL DE FIXAÇÃO E AJUSTE
CATÁLOGO COMERCIAL BBC
ALOJAMENTO DO CONJUNTO
PORTA ESCOVAS
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
120
LÂMINA DE
COBRE
ISOLAÇÃO CONTRA
A TERRA
CONDUTORES
DE ARMADURA
DETALHE CONSTRUTIVO DE COMUTADOR CONVENCIONAL
121
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
COMUTADOR Î PARTE MAIS CRÍTICA DA MÁQUINA DE CORRENTE CONTÍNUA
PARTICULARIDADES CONSTRUTIVAS E DE OPERAÇÃO DO SISTEMA COMUTADOR – ESCOVAS
NAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA
CONDIÇÃO GEOMÉTRICA DO COMUTADOR ( A QUENTE ):
CIRCULARIDADE NA PISTA DE APOIO DAS ESCOVAS:
Æ MELHOR QUE 0,025mm (COMUTADORES ATÉ DIÂMETRO DE 600 mm)
MÁXIMA PROJEÇÃO DE LÂMINAS INDIVIDUAIS FORA DO CÍRCULO IDEAL:
Æ MÁXIMO ENTRE 0,015 E 0,030mm DEPENDENDO DA ROTAÇÃO E DIÂMETRO
CONDIÇÕES OPERACIONAIS DAS ESCOVAS:
Æ DENSIDADE DE CORRENTE: 7,5 – 12,5 A/cm²
Æ PRESSÃO SOBRE O COMUTADOR: 180 – 350 g/cm²
Æ COEFICIENTE DE ATRITO TÍPICO: 0,10 – 0,35
Æ QUEDA DE TENSÃO NO CONTATO COM AS LÂMINAS: 1,5 – 2,5 V/par
(POSITIVAS + NEGATIVAS)
Æ TAXA DE DESGASTE EM CONDIÇÕES NORMAIS: 5x10-9 – 25x10-9 mm/m
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
122
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: FUNCIONAMENTO
BASE DE FUNCIONAMENTO DA MÁQUINA DE CORRENTE CONTÍNUA
ENROLAMENTO PSEUDO-ESTACIONÁRIO
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
123
ALOJAMENTO
DAS BOBINAS
NO NÚCLEO E
CONEXÃO AO
COMUTADOR
VISTA
ESQUEMÁTICA DO
ENROLAMENTO
MONTADO
ROTOR
SIMPLIFICADO
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
124
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
125
TENSÕES INDUZIDAS NA ARMADURA ELEMENTAR DE MÁQUINA C.C.
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
126
EFEITO
MOCIONAL NOS
CONDUTORES
DE ARMADURA
1ª EQUAÇÃO
FUNDAMENTAL
DA MÁQUINA C.C.
E = k ⋅φ ⋅ω
127
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
Cm
fmec
EFEITO DA
CORRENTE NOS
CONDUTORES
DE ARMADURA
fmec
Cr
2ª EQUAÇÃO
FUNDAMENTAL
DA MÁQUINA C.C.
R
Ia
GERADOR DE CORRENTE CONTÍNUA
-
+
V
Ia
MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA
C = k ⋅φ ⋅ I a
128
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CARACTERÍSTICAS EXTERNAS
ra
Va
EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS DA MÁQUINA C.C.
Ia
E
iexc
Æ F.E.M. INDUZIDA NA ARMADURA :
E = k ⋅φ ⋅ ω
Æ CONJUGADO DESENVOLVIDO :
C = k ⋅φ ⋅ I a
Φ
Æ EQUAÇÃO DO CIRCUITO ELÉTRICO :
ra : RESISTÊNCIA TOTAL DO CIRCUITO DE ARMADURA
Φ = f ( iexc ): FLUXO IMPOSTO PELA EXCITAÇÃO
Za p
.
k=
2.π a
Va = E + ra ⋅ I a
Za : CONDUTORES TOTAIS DA ARMADURA
p: NÚMERO DE PARES DE PÓLOS
a: NÚMERO DE PARES DE DERIVAÇÕES
CARACTERÍSTICA EXTERNA Î ω = f (C )
Æ CURVAS DISTINTAS DEPENDENDO DO TIPO DE CONEXÃO DE CAMPO ADOTADA:
Î LIGAÇÃO DE CAMPO INDEPENDENTE
Î LIGAÇÃO DE CAMPO SÉRIE
Î LIGAÇÃO DE CAMPO COMPOSTA (“COMPOUND”)
129
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CARACTERÍSTICAS EXTERNAS
LIGAÇÃO DE CAMPO INDEPENDENTE Æ FONTES INDEPENDENTES P/ ALIMENTAÇÃO DE ARMADURA E CAMPO
Æ FONTES INDIVIDUALMENTE CONTROLADAS / AJUSTADAS
ra
Va
Ia
E
iexc
Φ
E = k ⋅φ ⋅ω
C = k ⋅φ ⋅ I a
Va
ra
−
⋅C
ω=
2
k ⋅ φ (k ⋅ φ )
Va = E + ra ⋅ I a
ω = ω0 − α ⋅ C
CURVAS CARACTERÍSTICAS Î RETAS COM CONSTANTE
ω0 : VELOCIDADE
EM VAZIO (SEM CARGA)
-
ω0
E DECLIVIDADE
α
α : DEFINE A REGULAÇÃO DE VELOCIDADE COM O TORQUE
CONTROLE DE VELOCIDADE POR DUAS VARIÁVEIS INDEPENDENTES Î
Va
E
iexc
Æ REVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO Î INVERSÃO DE ALIMENTAÇÃO DO CAMPO OU DA ARMADURA
ÎGRANDE CONTROLABILIDADE DO MOTOR
ÎAMPLA FAIXA DE VELOCIDADE DE OPERAÇÃO
130
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
LIGAÇÃO DE CAMPO INDEPENDENTE Æ VARIAÇÃO DE VELOCIDADE PELA ARMADURA ( iexc = cte. )
Æ VARIAÇÃO DE VELOCIDADE PELO CAMPO ( Va = cte. )
Φ
FLUXO IMPOSTO PELA EXCITAÇÃO Æ CARACTERÍSTICA DE MAGNETIZAÇÃO NÃO LINEAR
Φn
ie-n
Î
ie-min
Φmin
Φn
Î
FLUXO NOMINAL DE TRABALHO Æ LIMITE DE SATURAÇÃO
Φmin
FLUXO MÍNIMO Æ LIMITE DE DISPARO DA MÁQUINA C.C.
OPERAÇÃO A FLUXO CONSTANTE :
0 ie-min ie-n
ω
OPERAÇÃO A FLUXO VARIÁVEL :
iexc
V
r
ω = a − a 2 ⋅ C = k1.Va − k2.C
k ⋅ φ (k ⋅ φ )
ω0
ωn
ω0-1
ω0-2
ω0-3
ω0-2
Va-n
ω0-1
Va-1
ω0
ωn
iexc = cte.
iexc = ie-n
Æ
ie-min < iexc < ie-n
ω
ω=
Va
r
I
− a 2 ⋅ C = (Va − ra .Ia ) ⋅ a
k ⋅φ (k ⋅φ)
C
ie-3
ie-2
ie-1
ie-n
Va-2
ω0-3
Va-3
Cn
VARIAÇÃO PELA ARMADURA:
C
Φ = cte.
C3 C2 C1
VARIAÇÃO PELO CAMPO :
Cn
Va = cte.
C
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
131
LIGAÇÃO DE CAMPO INDEPENDENTE
C ; Pmec
C
Cn
Pn
PLANO DE OPERAÇÃO DO MOTOR
Pmec
DE CORRENTE CONTÍNUA COM
EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
ωlim
ωn
Ia-n
Va-n
Va ; iexc ; Ia
ω
Ia
Va
EXCURSÃO DAS VARÍÁVEIS DE
ie-n
ALIMENTAÇÃO DO MOTOR C.C.
iexc
ωn
COM EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
ie-min
ωlim
VARIAÇÃO PELA ARMADURA
VARIAÇÃO PELO CAMPO
A TORQUE CONSTANTE
A POTÊNCIA CONSTANTE
C = cte. - Pmec = k.. ω
C = k. 1/ ω - Pmec = cte.
ω
132
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA COM CAMPO INDEPENDENTE Î TRANSITÓRIOS DE ACELERAÇÃO
Va ; E
Va-n
E
Va
ra .Ia
E = k .φ .ω
t
Ia ; iexc
Ia
> Ia-n
Ia-n
ie-min
iexc
ie-n
Cr
Va − E
ra
t
ωlim
C;ω
Cacel
Ia =
C = Cr + J .
ωn
C
ω
C = k .φ .I a
Cn
< Cn
t
dω
dt
133
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CARACTERÍSTICAS EXTERNAS
LIGAÇÃO DE CAMPO SÉRIE Æ FONTE ÚNICA P/ ALIMENTAÇÃO DE ARMADURA E CAMPO
Æ EXCITAÇÃO PROVIDA PELA PRÓPRIA CORRENTE DE CARGA
ra
Ia
iexc= Ia
Va
Φ
E
Φ
φ = f ( I a ) ≡ k '.I a
E = k ⋅φ ⋅ω
Φn
Φmin
C = k ⋅φ ⋅ I a
k’
0 Ia-min Ia-n
C
iexc
Va = E + ra ⋅ I a
C = k .k '.I a2
Va
ra
1
ω=
⋅
−
k .k ' C k .k '
C ≅ k1.I a2
C ≅ k 2 .I a
REGIÃO NÃO
REGIÃO
SATURADA SATURADA
Ia
134
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CARACTERÍSTICAS EXTERNAS
LIGAÇÃO DE CAMPO SÉRIE
CURVAS CARACTERÍSTICAS Î “HIPÉRBOLES” PARAMETRIZADAS PELA TENSÃO DE ALIMENTAÇÃO
SEM CARGA : C Æ 0
Î
VELOCIDADE EM VAZIO : ω0 Æ
CONTROLE DE VELOCIDADE POR UMA ÚNICA VARIÁVEL INDEPENDENTE Î
∞
Va
Î ELEVADA REGULAÇÃO INERENTE DE VELOCIDADE DO MOTOR
Î REVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO Î INVERSÃO DA BOBINA DE CAMPO EM RELAÇÃO À ARMADURA
ω
∞
ωlim
ω=
ωn
Va-2 Va-1
Cn
Va
r
1
⋅
− a
k .k ' C k .k '
⎛ Va ⎞
⎟⎟
⎝ ra ⎠
ω = 0 ⇒ C = C p = k .k '.⎜⎜
Va-n
C
2
CONJUGADO
DE PARTIDA
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
135
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA: CARACTERÍSTICAS EXTERNAS
LIGAÇÃO DE CAMPO COMPOSTA (“COMPOUND”)
Æ FONTES INDEPENDENTES PARA ALIMENTAÇÃO DE ARMADURA E P/ ALIMENTAÇÃO DE PARCELA DO CAMPO
Æ EXCITAÇÃO PROVIDA PARCIALMENTE PELA CORRENTE DE CARGA E PARCIALMENTE POR FONTE INDEPENDENTE
CAMPO SÉRIE
CAMPO INDEPENDENTE OU “SHUNT”
Æ N° DE ESPIRAS: NSER
Æ N° DE ESPIRAS: NSHT
ra
FLUXO NO ENTREFERRO ESTABELECIDO
Ia
Ia
Va
E
PELA EXCITAÇÃO TOTAL:
Φ
FmmTOT = FmmSER + FmmSHT
iexc
FmmTOT = NSER . Ia + NSHT . iexc
kCPD : GRAU DE COMPOSIÇÃO ( “COMPOUNDAGEM” ) DO CAMPO
FmmSER
= kCPD
FmmTOT
0,05 < kCPD < 0,10 Æ
HIPO COMPOSTO
0,10 < kCPD < 0,20 Æ
NORMAL COMPOSTO
0,20 < kCPD < 0,50 Æ
HÍPER COMPOSTO
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
136
LIGAÇÃO DE CAMPO COMPOSTA (“COMPOUND”)
HÍPER COMPOSTO
NORMAL COMPOSTO
ω
CAMPO SÉRIE E SHUNT SEMPRE ADITIVOS
HIPO COMPOSTO
ω0-3
CAMPO SÉRIE PROMOVE REFORÇO DE
ω0-2
EXCITAÇÃO COM A CARGA
ω0-1
ωn
MOTOR COMPOSTO Æ CONTROLADO DE
FORMA SIMILAR AO INDEPENDENTE
CURVAS PARA
Va = Va-n
APLICAÇÕES SIMILARES AO INDEPENDENTE,
SUJEITAS A SOBRECARGAS MAIS SEVERAS
Cn
C
REVERSÃO DO SENTIDO DE ROTAÇÃO:
MOTOR COMPOSTO Æ OPERA SEM
DIFICULDADE EM VAZIO OU BAIXA CARGA
Æ REGULAÇÃO ELEVADA DE VELOCIDADE
INVERSÃO DA ARMADURA EM RELAÇÃO À BOBINA
DE CAMPO SÉRIE – POLARIDADE DA BOBINA SHUNT
INALTERADA
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
137
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA – ASPECTOS OPERACIONAIS ESPECÍFICOS
COMUTAÇÃO :
ÆCENTELHAMENTO INERENTE NO SISTEMA ESCOVAS + COMUTADOR NA REVERSÃO DE CORRENTE DAS
BOBINAS DE ARMADURA
ÆPROVOCA EROSÃO E DESGASTE ACENTUADO DA SUPERFÍCIE DO COMUTADOR
EFEITO DOS PÓLOS AUXILIARES Î POSSIBILITA REDUÇÃO / ELIMINAÇÃO DO CENTELHAMENTO Î VIABILIZA A
OPERAÇÃO DO MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA E PERMITE LONGA VIDA ÚTIL
REAÇÃO DE ARMADURA : ( CAMPO MAGNÉTICO CRIADO PELA CIRCULAÇÃO DE CORRENTE NA ARMADURA )
ÆDISTORÇÃO NA DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DE CAMPO NO ENTREFERRO DA MÁQUINA, QUANDO EM CARGA
ÆPROVOCA INSTABILIDADE DE ROTAÇÃO ( DESMAGNETIZAÇÃO SOB CARGA – E.D.R.A. )
ÆPROVOCA DESEQUILÍBRIO NA DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES AO LONGO DO COMUTADOR, EM CARGA Æ PODE
LEVAR AO ARCO ELÉTRICO ENTRE ESCOVAS ( “FLASH-OVER” )
EFEITO DO ENROLAMENTO DE COMPENSAÇÃO Î INIBE A DISTORÇÃO DE CAMPO Î PERMITE OPERAÇÃO COM
REGIME DE ELEVADA DINÂMICA E VARIAÇÃO PELO CAMPO EM AMPLA FAIXA
138
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA - PRINCÍPIOS BÁSICOS DA COMUTAÇÃO
+ ia
+ ia
+ ia
- ia
- ia
ω
ia
ia
ia
Ia
ia
ia
+ ia
ia
+ ia
ia = 0
- ia
- ia
ω
Ia
+ ia
ia
- ia
+ ia
- ia
- ia
ia
Ia
ia
ia
BOBINA EM
COMUTAÇÃO
CURTO-CIRCUITO
PELA ESCOVA
CORRENTE NAS BOBINAS É INVERTIDA NA
PASSAGEM PELO E.Q.
Î VARIAÇÃO DA CORRENTE NO TEMPO
DURANTE O PROCESSO DE COMUTAÇÃO
ω
139
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
ibob
VARIAÇÃO DA CORRENTE NA BOBINA DE ARMADURA
DURANTE A COMUTAÇÃO
+ ia
+ ia
+ ia
- ia
+ ia
- ia
ia1
- ia
ibob
ia2
ω
+ ia
ω
- ia
ia1
ia2
Rb1
b1 b2
Rb2
Ia
+ ia
+ ia
ia = 0
- ia
- ia
Ia = ia1 + ia2
ω
Rb1 = k .(1 / b1) ; Rb2 = k .(1 / b2)
Ia
+ ia
ibob
- ia
+ ia
Ia = ia1 + ia2
- ia
- ia
ω
+ ia
Ia
COMUTAÇÃO RESISTIVA OU LINEAR
ibob(t0)
ia2 t
t0
- ia
Î VARIAÇÃO DA CORRENTE NA BOBINA
DETERMINADA PELA RESISTÊNCIA EQUIVALENTE DO
CONTATO: ESCOVA + LÂMINA DO COMUTADOR
ia1
Tc : INTERVALO DE
COMUTAÇÃO
140
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
COMUTAÇÃO NÃO LINEAR Î AÇÃO DOS PÓLOS DE COMUTAÇÃO ( PÓLOS AUXILIARES OU INTERPOLOS )
ibob
+ ia
ia
em
em
t
ei
eL
eL
em
Ia
EFEITO DO INTERPOLO
ia
ei
ATRASO NA CORRENTE DEVIDO
À INDUTÂNCIA DA BOBINA
ia
e m ia
Ia
ibob(Tc )
- ia
ia
Tc : INTERVALO DE
COMUTAÇÃO
INDUTÂNCIA DA BOBINA NÃO NULA :
EFEITO DO INTERPOLO:
ÆTENSÃO INDUZIDA MOCIONAL:
Æ
ei = Bint . L .v
Bint : CAMPO PRODUZIDO PELO INTERPOLO
ÆTENSÃO INDUZIDA: ei
= - eL
ÆACELERAÇÃO NA VARIAÇÃO DA CORRENTE
ÆTENSÃO INDUZIDA VARIACIONAL:
eL = L. di / dt
ÆATRASO NA VARIAÇÃO DA CORRENTE
ÆAO FINAL DO TEMPO DE COMUTAÇÃO: ibob ≠ - ia
ÆCIRCUITO DA BOBINA ABERTO MECANICAMENTE
ÎCENTELHAMENTO ( TENSÃO INDUZIDA NA ABERTURA
ÆINTERPOLO EM SÉRIE COM A ARMADURA
DO CIRCUITO > QUEDA DE TENSÃO NO CONTATO DA ESCOVA
Æ EFEITO OCORRE EM QUALQUER CONDIÇAO DE CARGA
COM A LÂMINA )
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
141
MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA - EFEITOS DA REAÇÃO DE ARMADURA
REAÇÃO DE ARMADURA Î CAMPO MAGNÉTICO CRIADO PELA
CIRCULAÇÃO DE CORRENTES NO ENROLAMENTO DO ROTOR
COMPOSIÇÃO DA REAÇÃO DE ARMADURA COM O CAMPO PRINCIPAL
Î DISTORÇÃO DA DISTRIBUIÇÃO DE CAMPO NO ENTREFERRO
EFEITO DA DISTORÇÃO DE CAMPO : SATURAÇÃO
LOCALIZADA NO MATERIAL FERROMAGNÉTICO
Î DESMAGNETIZAÇÃO SOB CARGA ( E.D.R.A. )
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
142
EFEITOS ADICIONAIS
DA REAÇÃO DE
ARMADURA
ESCOVAS NA LINHA
NEUTRA
EFEITOS DA
CIRCULAÇÃO DE
CORRENTE NOS
CONDUTORES DA
ARMADURA
Æ CALAGEM NULA
ESCOVAS DESLOCADAS NO
SENTIDO DA ROTAÇÃO
ÆCALAGEM POSITIVA
ÆCOMUTAÇÃO ATRASADA
ESCOVAS DESLOCADAS NO
SENTIDO CONTRÁRIO AO
DA ROTAÇÃO
ÆCALAGEM NEGATIVA
ÆCOMUTAÇÃO AVANÇADA
EFEITOS DA
MUDANÇA NA
POSIÇÃO
RELATIVA
DAS ESCOVAS
(CALAGEM)
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
143
EFEITOS ADICIONAIS DA REAÇÃO DE ARMADURA
Uent
EM VAZIO
EFEITO DA DISTORÇÃO DE CAMPO EM CARGA SOBRE A
DISTRIBUIÇÃO DE TENSÕES ENTRE LÂMINAS DO
COMUTADOR:
EM VAZIO Î DISTRIBUIÇÃO “UNIFORME”
EM CARGA Î DISTRIBUIÇÃO DESEQUILIBRADA
RISCO DE ULTRAPASSAGEM DA TENSÃO DISRUPTIVA
PELO AR Î ARCO ENTRE ESCOVAS ( “FLASH-OVER” )
EM CARGA
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
144
MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DOS MOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA
ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.A. :
ÆCONVERSORES C.A. – C.C. Î RETIFICADORES CONTROLADOS
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES
OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM CONVERSORES EM ANTI-PARALELO
ÆGRUPOS MOTOR-GERADOR C.C. Î SISTEMA “WARD-LEONARD”
OPERAÇÃO NATURAL EM QUATRO QUADRANTES
ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE FONTE C.C. :
ÆPARTIDA E ACELERAÇÃO REOSTÁTICA
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES – MÉTODO DISSIPATIVO
ÆRECORTADOR DE TENSÃO – “CHOPPER”
OPERAÇÃO EM UM OU DOIS QUADRANTES
OPERAÇÃO EM QUATRO QUADRANTES COM “CHOPPER” REGENERATIVO
145
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C.
CONVERSORES C.A. – C.C. Î RETIFICADORES CONTROLADOS BASEADOS EM TIRISTORES
ra
TOPOLOGIA TÍPICA
VAC
DE CONVERSOR
3∼
Ia
Φ
E
Va
iexc
Vexc
VAC
1∼
DE 1 QUADRANTE
CONVERSOR DE CAMPO
CONVERSOR DE ARMADURA
REGULADOR DE
MALHA DE
ωREF
ω
REGULADOR DE
Ia
∼
+
+
-
REGULADOR DE iexc
=
-
+
∼
=
CONTROLE DE
VELOCIDADE
REALIMENTAÇÃO DE
REALIMENTAÇÃO DE ω
Ia
REALIMENTAÇÃO DE iexc
-
146
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE DE MOTORES C.C.
GRUPOS MOTOR - GERADOR C.C. Î SISTEMAS “ WARD – LEONARD”
ra - G
MOTOR SÍNCRONO
OU DE INDUÇÃO
GRUPO ROTATIVO
VAC
“WARD – LEONARD“
3∼
ra- M
Ia
iexc - M
iexc - G
G.C.C.
EG
Va
EM
∼
M.C.C.
=
DE 4 QUADRANTES
-
+
∼
=
rcampo
CONTROLE DE EXCITAÇÃO
DO GERADOR C.C.
REATOR DE CIRCULAÇÃO
SISTEMA ESTÁTICO
“WARD – LEONARD”
DE 4 QUADRANTES
VAC
3∼
∼
=
VAC
3∼
147
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
MÉTODOS DE PARTIDA E VARIAÇÃO DE VELOCIDADE - ALIMENTAÇÃO A PARTIR DE BARRAMENTO C.C.
RESISTOR DE DERIVAÇÃO
DO CAMPO
CONTROLE DE PARTIDA E
ACELERAÇÃO REOSTÁTICA
RESISTOR DE PARTIDA
E CONTROLE DE
VELOCIDADE
IA =
CAMPO SÉRIE
R1 + R2 + R3 + ....
VLINHA − K .φ .ω
rA + ∑ Ri
I A = I AMED ≅ cte. ⇒ C ≅ cte.
ARMADURA
dω
C = J.
≅ cte. ⇒ ω = k .t
dt
E = K .φ .ω ⇒ VMOTOR ≅ E = k .t
VMOTOR
VLINHA
Ia
VMOTOR
Ia - max
ω
VLINHA
Ia - med
ωn
Ia - min
ω1
ω2
ω3
ω4
ωn
0
ta
t
148
PEA – 2400 - MÁQUINAS ELÉTRICAS I
CONTROLE DE PARTIDA E ACELERAÇÃO POR MEIO DE “CHOPPER”
V
Ia
+
+
VLINHA
VMOTOR
VMOTOR
VLINHA
t0
-
CHAVE ELETRÔNICA
Æ SCR
Æ GTO
Ia
τ
Æ IGBT
OPERA COM FREQUÊNCIA DE
CHAVEAMENTO FIXA E COM
INTERMITÊNCIA AJUSTÁVEL
FATOR DE INTERMITÊNCIA (“DUTY-CYCLE”)
Æ ( t0 / τ )
Ia - med.
V MOTOR
⎛ t
= ⎜⎜ 0
⎝ τ
⎞
⎟⎟ .V LINHA
⎠