O Projeto Acionamentos Elétricos
Por: Isabela Ferreira • 2/11/2021 • Trabalho acadêmico • 1.803 Palavras (8 Páginas) • 94 Visualizações
Projeto II – Acionamentos Elétricos
Simulação de MCC com controle de malha fechada
*adicionar referências ao fim e nas imagens
https://www.professorpetry.com.br/Ensino/Repositorio/Docencia_CEFET/Conversores_Estaticos/Pos_2014/Apresentacao_Aula_07.pdf
PC Sem
Slide de aula
Introdução
Para o projeto em questão foi realizado estudo prévio teórico de alguns tópicos:
- Máquinas de corrente contínua
- Conversor CC-CA
- Conversor semicontrolado
- Sistemas de controle de velocidade
Máquinas de corrente contínua
O primeiro tópico de estudo e revisão na disciplina apresentou as máquinas CC, com características, conceitos, aspectos relevantes, produção de torque, circuito equivalente, entre outros.
Este tipo de máquina possui boas características de Conjugado x Velocidade, levando à versatilidade de uso (desde potências baixas até a ordem de MW). Além disso, são diversas as configurações possíveis, permitindo flexibilidade, variação de torque e velocidade.
A aplicação principal é em sistemas de alto desempenho, onde é necessário bom controle e boa regulagem sobre o torque.
O princípio de funcionamento da máquina CC parte de dois conceitos fundamentais:
Força de Lorentz: um condutor percorrido por dada corrente, submetido a um campo magnético, estará sujeito a uma força ou .[pic 1][pic 2]
Indução de Faraday: há origem de tensão induzida em um condutor que se desloca a dada velocidade num meio com campo magnético, sendo essa tensão dada por .[pic 3]
Uma habilidade de extrema relevância em se tratando de desempenho e flexibilidade, característica da máquina de corrente contínua é o desacoplamento entre o torque e a velocidade, inerente à sua forma construtiva. Ou seja, quando a máquina está corretamente regulada, ela possui ótima curva de torque, permitindo qualquer torque para qualquer velocidade, respeitados os limites da máquina. Diferentemente, por exemplo, da máquina de indução, em que para obtenção de elevado torque, é necessário aceitar uma menor velocidade de operação.
O circuito equivalente para uma máquina de corrente contínua com excitação independente é apresentado na Figura 1:
[pic 4]
Figura 1 Circuito equivalente da máquina CC com excitação independente - fonte: slides de aula
Equações fundamentais
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[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
: Tensão de armadura[pic 10]
: Corrente de armadura[pic 11]
: Indutância do enrolamento de armadura[pic 12]
: Resistência do enrolamento de armadura[pic 13]
: Tensão induzida na armadura[pic 14]
: Tensão de campo[pic 15]
: Corrente de campo[pic 16]
: Indutância do enrolamento de campo[pic 17]
: Resistência do enrolamento de campo[pic 18]
Conversor CA-CC (semicondutores de potência)
Denominados retificadores, convertem a tensão alternada da rede de energia elétrica em uma tensão contínua. Algumas características e possibilidades:
- Controlados ou não-controlados
- Com ou sem correção de fator de potência
- Isolados ou não-isolados
- Pulso único ou múltiplos pulsos
Algumas aplicações:
- Processos químicos
- Soldagem elétrica
- Acionamentos a velocidade ajustável
- Fontes de uso geral
- Reatores eletrônicos
Conversor semicontrolado
Para entrada trifásica: [pic 19]
Onde é o valor rms da fonte de alimentação. é a tensão terminal do motor e é o ângulo de tiro.[pic 20][pic 21][pic 22]
Sistemas de controle de velocidade (realimentado)
O controle realimentado é muito utilizado em sistemas de acionamento por fatores como:
- Melhoria do desempenho dinâmico
- Aumento da robustez (rejeição a perturbações e variação de parâmetros)
- Possibilidade de operação com erro estacionário nulo
- Possibilidade de operação em ampla faixa de velocidades (sem grandes perdas)
O uso de controle em cascata traz como vantagens a sintonia de cada loop de controle individualmente, limitação da grandeza a ser controlada por meio das referências, as malhas de controle podem ser testadas e colocadas em operação separadamente.
Dados do projeto
Descrição do sistema
Laminador baseado em máquina CC com excitação independente.
Alimentação do circuito de armadura: utilizado um conversor CA-CC trifásico de 3 pulsos em ponte completa (conectado à rede)
Potência de curto muito superior à potência do motor.
Rede: 440V
Alimentação do circuito de campo: conversor trifásico de 6 pulsos semicontrolado (conectado à rede)
Máquina CC
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Parâmetros do circuito elétrico equivalente:
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[pic 32]
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Reator – série com a armadura
[pic 34]
[pic 35]
Diretrizes e objetivos
- Sistema de controle de velocidade
- Malha interna de corrente
- Elevada capacidade de rejeição a perturbações e variações paramétricas
- Operação do sistema com erro nulo em regime permanente para entradas (referência e perturbação) em degrau
- Overshoot máximo não deve ultrapassar 5%
- Erro máximo na aplicação de carga nominal não deve ultrapassar 2%
- Controladores PI devem possuir estratégia de anti wind-up
- Corrente máxima permitida na operação normal de até 2 vezes a corrente nominal
Definição de ganhos das malhas de controle
Malhas de controle
Para o projeto, como apresentado na introdução, pelas vantagens associadas, utiliza-se o controle em cascata. Como requisitado, este controle é composto por duas malhas:
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