Automação Industrial Máquinas Elétricas

Apresentação em tema: "Automação Industrial Máquinas Elétricas"— Transcrição da apresentação:

1 Automação Industrial Máquinas Elétricas
Prof. Flávio Vidal Automação de Sistemas – 2o/2008

2 Controle de Velocidade – Motores de Indução
Principais Métodos: Variação da Resistência do Rotor Comutação do Número de Pólos Variação da Tensão do Estator Variação da Freqüência do Estator Variação Simultânea da Tensão e Freqüência

3 Variação da Resistência do Rotor
Curvas Típicas de Torque x Velocidade

4 Variação da Resistência do Rotor
Curvas Típicas de Corrente x Velocidade

5 Variação da Resistência do Rotor
Características: aplicável só a motores de anéis semelhante a caso do MCC velocidade pode ser apenas reduzida rigidez da curva diminui com a carga perdas aumentam baixa eficiência (depende da tecnologia !) s aumenta com a resistência adicional torque máximo não varia corrente reduz em relação à curva normal pode também ser usado para a partida partida : alto torque e baixa corrente faixa típica de velocidade: 1:2~3 aplicação : regime intermitente

6 Variação da Resistência do Rotor
Tecnologias disponíveis: Resistor variável Retificador + Chopper Cascata Subsíncrona

7 Comutação do Número de Pólos
Esquema Típico

8 Comutação do Número de Pólos
Esquema Típico Reconexão

9 Comutação do Número de Pólos
Características: não há acréscimo de perdas pode-se aumentar ou diminuir a velocidade rendimento do motor comparativamente menor rendimento diferente para cada velocidade método simples método barato faixa de variação: 1:2 a 1:8 material ativo subutilizado aplicações de baixa e média potência variação brusca de velocidade tipo de conexão: potência ou torque constante pode ser usado para permitir frenagem boa rigidez da curva de torque

10 Comutação do Número de Pólos
Curvas Típicas da Conexão para Torque Constante Torque x Velocidade

11 Comutação do Número de Pólos
Curvas Típicas da Conexão para Potência Constante Torque x Velocidade

12 Variação da Tensão do Estator
Curvas Típicas de Torque x Velocidade para Escorregamento e Resistência Rotórica Baixos (Motor Normal)

13 Variação da Tensão do Estator
Curvas Típicas de Torque x Velocidade para Escorregamento e Resistência Rotórica Altos (Motor Categoria D)

14 Variação da Tensão do Estator
Características: aplicável a motores tipo gaiola e de anéis velocidade pode ser apenas reduzida rigidez da curva diminui com a carga torque reduz significativamente s aumenta com a redução da tensão escorregamento p/ máx. torque não muda torque máximo reduz significativamente faixa de variação (motores N) : 10% pode também ser usado para a partida usado quando se exige baixo torque de partida redução da tensão pode aumentar FP e rend. S em baixas cargas

15 Variação da Tensão do Estator
Tecnologias disponíveis: Controlador CA (Gradador de Tensão) Inversor com Freqüência Constante (6P, PWM) Auto-Transformador (partida)

16 Variação da Tensão do Estator
Inversores com Freqüência Constante Operação em 6 pulsos ou Modulação PWM

17 Variação da Tensão do Estator
Controlador de Tensão CA (Gradador) Princípio de Operação de um Soft-Starter

18 Variação da Tensão do Estator
Variação no Rendimento usando Controlador CA controladores CA: baixo fator de potência de entrada !

19 Variação da Tensão do Estator
Variação no Fator de Potência usando Controlador CA controladores CA: baixo fator de potência de entrada !

20 Variação da Freqüência do Estator
Curvas Típicas de Torque x Velocidade

21 Variação da Freqüência do Estator
Características: aplicável a motores de anéis e gaiola semelhante a caso do MCC (redução do campo) velocidade só pode ser aumentada torque reduz aproximadamente com a rotação redução da freqüência implica saturação não há aumento significativo das perdas joule rotação máxima : problemas mecânicos perdas rotacionais aumentam com a freqüência perdas magnéticas aumentam com a freqüência corrente diminui com a freqüência

22 Variação da Freqüência do Estator
Tecnologias disponíveis: Inversor com Tensão Constante (6 Pulsos ou PWM)

23 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Curvas Típicas de Torque x Velocidade

24 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Características: aplicável a motores de anéis e em gaiola semelhante a MCC (controle de armadura) tensão aumenta proporcional com a freq. conhecido como V/f=constante fluxo (saturação) aproximadamente constante torque máximo constante até a vel. base freqüência aumenta até a nominal freqüências muito baixas exigem compensação

25 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Tecnologias disponíveis: Inversor de 6 pulsos

26 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Tecnologias disponíveis: Inversor de 6 pulsos

27 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Tecnologias disponíveis: Inversor com modulação PWM

28 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Tecnologias disponíveis: Inversor com modulação PWM

29 Variação da Freqüência e Tensão do Estator
Características: SPWM (PWM senoidal) X 6 Pulsos 6P possui maior tensão RMS (~18%) 6P possui maior tensão fundamental (~27%) 6P possui menor DHT na tensão (~30%) SPWM possui maior DHT na tensão (~46%) SPWM : harmônicos de mais alta ordem 6P possui correntes harmônicas de baixa ordem 6P possui pulsação de torque em baixas freq. SPWM corrente próxima de uma senóide SPWM : tensão regulada dentro do inversor Inversores em geral usam ambas as técnicas !