ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

R Carga

Pn Pc

ηηηηac

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.1 - TRANSVERSALIDADE

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.2 - POR QUÊ E PARA QUÊ ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

�Por quê: energia elétrica (suprimento fundamental) édisponível com certa facilidade (localização, custo, etc);rendimento do conjunto é bom e pode ser otimizado.

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

�Para quê: tração em geral (locomotivas, guindastes,correias, bobinadeiras, carro elétrico...), bombeamentode líquido e compressão de gases,servoposicionamento, robótica, ventilação/exaustão,máquinas-ferramenta...

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.3 – CLASSIFICAÇÃO DOS ACIONAMENTOS

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

�Acionamentos de velocidade fixa;

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

�Acionamentos de velocidade fixa;

�Acionamentos de velocidade ajustável.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.3.1 – ACIONAMENTO A VELOCIDADE FIXA

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

�Quando não se requer nenhuma mudança navelocidade;

�Nenhum conversor é conectado entre o motor e afonte em operação normal; entretanto, durante a

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

fonte em operação normal; entretanto, durante apartida e a frenagem um conversor pode serempregado.

�Se o sistema for bem projetado, a regulação semantém excelente:

carga plena em velocidade

carga plena em e velocidad vazioem velocidade..

−=vr

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.3.2 – ACIONAMENTO A VELOCIDADE AJUSTÁVEL

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

�Velocidade pode ser variada em uma ampla faixa,continuamente;�É possível melhorar a regulação de velocidadecolocando o sistema em malha fechada;

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

colocando o sistema em malha fechada;�Aplicável em sistemas de lingotamento e laminação,servomecanismos para robôs, acionamentos depotência constante em geral, guindastes, pontesrolantes, locomotivas, dentre outros.�Se bem projetado em malha fechada, melhora aperformance dinâmica do sistema.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.3.3 – CLASSIFICAÇÃO DOS ACIONAMENTOS DE VELOCIDADE AJUSTÁVEL

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

1.4 – ELEMENTOS CONSTITUINTES UM ACIONAMENTO

1 1 –– INTRODUÇÃOINTRODUÇÃO

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.1 – Equação Fundamental do Torque

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ωω

Ddt

dJTT

LM++=

angular aceleração dt

dωα =

N.m em dinâmico,ou inercial Torque =αJ

atrito de ecoeficient =D

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.2 – Condições de Operação

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.3 – Componentes do Torque de Carga

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.3 – Componentes do Torque de Carga

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.4 – Torque de Carga mais Comuns

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

CONJUGADO CONSTANTE ( X = 0 )CONJUGADO CONSTANTE ( X = 0 )

(((( ))))c0c kCC ++++====

ccc nCP ××××====

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

Cc - Conjugado resistente constante;

Pc - Potência de carga proporcional n;

kc - Constante que depende da carga.

(((( )))) cc0c nkCP ××××++++====

Exemplos: Compressores a pistão, britadores,

Talhas, guindastes, bombas a pistão,

Transportadores contínuos

ccc nCP ××××====

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.4 – Torque de Carga mais Comuns

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

CONJUGADO LINEAR ( X = 1 )CONJUGADO LINEAR ( X = 1 )

)nk(CC1

cc0c ××××++++====

ccc nCP ××××====

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

Exemplos: Calandra com atrito viscoso (para calandrar papel)

ccc nCP ××××====

)nk()nC(P2

ccc0c ××××++++××××====

Cc - Conjugado resistente proporcional n;

Pc - Potência de carga proporcional n²;

kc - Constante que depende da carga.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.4 – Torque de Carga mais Comuns

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

CONJUGADO PARABÓLICO ( X = 2 )CONJUGADO PARABÓLICO ( X = 2 )

)nk(CC2

cc0c ××××++++====

ccc nCP ××××====

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

Exemplos: Bombas centrífugas;

Ventiladores;

Misturadores centrífugos.

)nk()nC(P3

ccc0c ××××++++××××====

Cc - Conjugado resistente proporcional n²;

Pc - Potência de carga proporcional n³;

kc - Constante que depende da carga.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.4 – Torque de Carga mais Comuns

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

CONJUGADO HIPERBÓLICO ( X = CONJUGADO HIPERBÓLICO ( X = --1 )1 )

nCP ××××====

c

cc

n

kC ====

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

Exemplos: Bobinadeira de papel, pano, fio, etc;

Descascador de toras.

ccc nCP ××××====

cc kP ====

Cc - Conjugado resistente inversamente proporcional n;

Pc - Potência de carga constante;

kc - Constante que depende da carga.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.4 – Torque de Carga mais Comuns

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

CONJUGADOS NÃO DEFINIDOSCONJUGADOS NÃO DEFINIDOS

�� Não podemos determinar uma equação de maneira precisa;

�� Determinação do conjugado através de técnicas de integração gráfica.

�� Na prática, analisa-se como conjugado constante, pelo máximo valor de

torque absorvido

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

torque absorvido

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.5 – Quadrantes de Operação

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.6 – Ponto de Funcionamento e Estabilidade Estática

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.7 – Transmissão normalmente utilizadas

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.7 – Transmissão normalmente utilizadas

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.7 – Transmissão normalmente utilizadas

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.7 – Transmissão normalmente utilizadas

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.

ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

2.7 – Transmissão normalmente utilizadas

2 2 –– DINÂMICA DO SISTEMA MOTORDINÂMICA DO SISTEMA MOTOR--CARGACARGA

IFBA Disciplina: Acionamentos Elétricos Prof. Durval de Almeida Souza, Ph.D.