ACIONAMENTOS DE VELOCIDADE VARIÁVEL

ESPECIFICAÇÃO, PROJETO E UTILIZAÇÃO.

 

Os acionamentos de velocidade variável estão cada vez mais presentes na área industrial, comercial ou residencial, com potências que variam de Watts a Megawatts.

É um tema complexo, que envolve diversas áreas de conhecimento, como mecânica, eletrotécnica, eletrônica de potência, eletrônica de sinais, instrumentação, controle, automação, redes de comunicação, instalação, compatibilidade eletromagnética etc. Não existe um profissional que tenha cursado todas as disciplinas que envolvem o assunto. Esses conhecimentos são adquiridos e complementados pela dedicação prática profissional de anos.

 

Por isso, esta é uma obra indispensável para o estudante, técnico ou engenheiro que quer ter um bom conhecimento sobre acionamentos de velocidade variável. E será de grande ajuda para que o leitor entenda e solucione os mais diversos problemas.

 

O objetivo deste material é apresentar resultados obtidos em aplicações executadas e analisadas durante um longo período de experiência do autor na área de acionamentos regulados, visando expor importantes considerações a serem observadas desde a fase de especificação até o projeto, a instalação, a operação e a manutenção.

 

Sumário

 

Cargas

Cargas normais mais comuns

Carga de torque constante

Carga de torque quadrático

Carga de torque linear

Carga de torque inverso

Torque acelerante

 

Motores

Motor assíncrono de gaiola

Curva característica de torque x velocidade – m x η

Curva característica de corrente x velocidade – i x η

Curvas características m x η e i x η com a variação de velocidade

Desenvolvimento teórico

Operação em frequência abaixo da nominal

Operação em frequência acima da nominal

Desenvolvimento prático

Operação em frequência abaixo da nominal

Operação em frequência acima da nominal

Cálculo da corrente do motor em velocidade variável

Potência do motor em velocidade variável

Motor versus carga

Servomotores

Definição e exigências da aplicação

Máquinas elétricas – servomotores

Servomotores assíncronos

Servomotores síncronos – ímã permanente

Regime intermitente de operação

 

Conversores de frequência

Frequência constante

Controle pela tensão do estator

Controle pela tensão do rotor: resistência rotórica

Controle pela tensão do rotor: cascata subsíncrona

Frequência variável

Controle direto – conversor direto – ciclo conversor

Controle indireto, com circuito intermediário de tensão variável

Conversores com circuito intermediário de corrente

Conversores com circuito intermediário de tensão variável

Conversores autocomutados – conversores com circuito

Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante

Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante – parte inversora

Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante – parte inversora efeitos da modulação PWM

Controle indireto, com circuito intermediário de tensão constante (parte inversora), em servomotores de ímã permanente

 

Circuito intermediário de Inversores PWM

Configurações do circuito intermediário

Operação quatro quadrantes – frenagem

Regulador de tensão do circuito intermediário

Suprimento de energia pelo circuito intermediário

Choques de carga no circuito intermediário

 

Retificadores

Retificadores básicos em ponte de diodos

Contator de linha na alimentação do retificador

Proteção de curto-circuito do retificador

Reatores de linha na alimentação do retificador

Reator de comutação

Redução de componentes harmônicas

Retificadores básicos em ponte de tiristores

Circuito de pré-carga do retificador a tiristor

Fator de potência para a rede de alimentação

Frenagem regenerativa com retificador a tiristor

Retificadores básicos em ponte de transistores

Retificadores especiais em ponte de transistores

Rede de alimentação sob harmônicas

Soluções para o convívio com as harmônicas

Não produção de harmônicas

Conversores PWM em média tensão

Conversores PWM em três níveis, média tensão

Conversores PWM de baixa tensão em média tensão

Dimensionamento de conversores e inversores

 

Comando e malhas de regulação

Programação – parametrização

Sistemas de comando

Estados do sistema

Formação de valores desejados – setpoints

Formação de valores reais

Canal de valores desejados – canal de setpoint

Malhas de regulação

Malhas aberta

Malha fechada

Resposta dinâmica

Resposta dinâmica em motores de corrente contínua

Transformação de coordenadas – eixos d e q

Controle vetorial

Malha de regulação de corrente para o controle vetorial

Processos bo e so para otimização de reguladores

Processo bo

Processo so

Formação do fluxo e da corrente id

Importantes comentários sobre as malhas de regulação

Levantamento dos parâmetros da máquina

Levantamento dos parâmetros da mecânica

Medição da velocidade real

Alterações do momento de inércia na operação

Operação mestre-escravo

Malha de regulação de posição

Formação de conhecimentos básicos iniciais

Pré-controle de velocidade

Encoder para medição de posição

Encoder – gerador de pulsos

Resolver

Encoder seno-cosseno

Encoder absoluto – seno-cosseno

Referência de posição – referenciamento

Referenciamento passivo

Referenciamento ativo

Via sensor externo

Via zero do encoder

Via sensor externo e zero do encoder

Limites de máquina – deslocamento linear e módulo

Monitoração de deslocamentos

Monitoração de acompanhamento

Monitoração de posicionamento

Programas de posicionamentos motion control

Programas de sincronismo motion control

 

Instalação e montagem

Efeitos da modulação PWM na malha de terra

Compatibilidade eletromagnética

Ambiente industrial planejado

Ambiente industrial em distritos industriais indústrias não planejadas

Ambiente industrial em áreas residenciais – comerciais – indústrias não planejadas

Configurações de redes de alimentação

Rede tn

Rede tt

Rede it

Considerações para aplicar conversor de frequência em redes it

Outras considerações sobre compatibilidade eletromagnética

Efeitos da modulação pwm nas máquinas

Máquinas em ambiente industrial planejado

Máquinas em ambiente industrial não planejado

Considerações sobre montagem de conversores de frequência em painéis elétricos – salas elétricas

Considerações gerais

Considerações sobre o meio ambiente