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Resumo:
Engenharias / Engenharia / Engenharia Elétrica.
CONTROLE DE VELOCIDADE DO MOTOR DC E CONTROLE DE TENSÃO
DO GERADOR SÍNCRONO UTILIZANDO O CONTROLADOR PI.
Felippe dos Santos e Silva
Graduando do Depto. de Engenharia, Universidade Católica de Goiás – UCG.
Ghunter Paulo Viajante
Graduando do Depto. de Computação, Universidade Católica de Goiás – UCG.
Erick Rodrigues de Sousa
Graduando do Depto. de Computação, Universidade Católica de Goiás – UCG.
Ricardo Moreira dos Santos.
Graduando do Depto. de Engenharia, Universidade Católica de Goiás – UCG.
Tauler Teixeira Borges
Prof. Dr. Do Depto. de Engenharia, UCG – Orientador – e- mail: [email protected].
INTRODUÇÃO
Com o advento da eletrônica de potência e digital, o acionamento de
máquinas elétricas teve um avanço significativo quando comparado ao sistema aplicado
anteriormente, onde o controle era feito de forma manual utilizando reostatos deixando
o sistema lento e impreciso. As máquinas de corrente contínua (DC) são mais fáceis de
serem controladas do que as de corrente alternada, pois o controle de velocidade de um
motor DC é feito simplesmente através da variação de tensão aplicada no enrolamento
de armadura. Já nas máquinas de corrente alternada é necessário controlar a freqüência
de alimentação, tornando o sistema complexo devido à utilização de inversores de
freqüência. Em se tratando de acionamentos de máquinas elétricas, a utilização de
controladores analógicos tem sido amplamente verificado em sistemas industriais. Uma
das formas de controle é obtida com a utilização do controlador proporcional mais
integral (PI) que possui a característica: erro nulo de regime permanente além de um
bom desempenho em velocidade de resposta.
Esse trabalho tem como objetivo a implementação de um sistema composto por
um motor DC acoplado a um gerador síncrono, de modo que se obtenha o controle
efetivo (módulo e freqüência ) do valor da tensão gerada com a utilização de um
controlador PI. Este aspecto é fundamental em sistemas que utilizam o paralelismo entre
geradores.
METODOLOGIA
Os circuitos foram montados estrategicamente em módulos funcionais e
específicos, conforme descrito a seguir:
Módulo 1 – Controlador proporcional e integral 01 (PI): responsável pelo
controle da velocidade do motor DC, através da variação do ângulo de disparo do
retificador em ponte (Módulo 2). Sua ação de controle é obtida do erro entre a
referência (SP) e sinal DC produzido pelo encoder óptico acoplado ao eixo do motor
DC;
Módulo 2 - Retificador de onda completa semi-controlado: responsável pela
variação da tensão aplicada na armadura do motor DC;
Módulo 3 – Controlador proporcional e integral 02 (PI): responsável pelo
controle da tensão do gerador, através da variação do ângulo de disparo do retificador
em ponte (Módulo 4). Sua ação é obtida do erro entre a referência (SP) e sinal DC
proporcional à tensão gerada;
Módulo 4 - Retificador de onda completa semi-controlado: responsável pela
variação da tensão aplicada no enrolamento de campo (exc itatriz) do gerador síncrono.
RESULTADOS
Para o estudo das respostas dos controladores, desenvolveu-se um sistema de
aquisição de dados composto por um microcomputador e um circuito conversor
analógico/digital. Este último é o responsável pela aquisição e conversão dos dados
analógicos do sistema para sua representação digital. O software por sua vez , recebe
esses dados em tempo real através da porta paralela, gerando gráficos que ilustram o
funcionamento do sistema implementado, permitindo uma análise dos resultados
obtidos.
CONCLUSÕES
Para chegar a um bom desempenho e adquirir a máxima estabilidade do grupo
gerador, foi necessário ajustar os parâmetros do controlador (os ganhos KP e KI),
alcançando assim a harmonia do sistema. Não obstante, observou-se que o erro de
regime permanente foi quase nulo. Isto quer dizer que, variando-se a carga conectada ao
gerador, o sistema de controle conseguiu manter a tensão e a frequência nos valores
pré - definidos. Desta forma, através da análise dos resultados dos ensaios realizados,
verificou-se a eficiência do sistema proposto para o controle em questão, ressaltando
ainda o baixo custo dos componentes utilizados.
Agência financiadora: Universidade Católica de Goiás.
Palavra -chave 1 (Controlador PI)
Palavra -chave 2 (Motor DC)
Palavra -chave 3 (Gerador Síncrono)