cicloconversores

2/2/2009
CONTROLE
TRADICIONAL
Variação da tensão do estator
♦
Os acionamentos de frequência e
tensão variáveis são os mais eficientes
♦
Existem também acionamentos com
tensão variável e frequência fixa
♦
Para um acionamento com frequência
fixa, tem-se:
Tem = k ⋅ V12
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2/2/2009
Curva torque-velocidade com
variação de tensão
Torque ( % nominal )
200
V = 100 %
150
V = 75 %
100
50
Torque na carga
V = 50 %
V = 25 %
20
40
60
80
100
Velocidade
( % síncrona )
Controle de velocidade pela
variação de tensão
♦O
torque é reduzido de forma
quadrática com a redução de tensão
♦Cargas
com curva quadrática podem
utilizar esse sistema com relativa
eficácia
♦O
intervalo de variação de velocidade é
pequeno
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2/2/2009
Carga com curva de torque
constante
Torque ( % nominal )
200
V = 100 %
150
V = 75 %
100
Torque na carga
V = 50 %
50
20
40
60
80
100
Velocidade
( % síncrona )
Motor de alta resistência rotórica
♦Para
cargas que possuam um torque
constante, é necessário usar um motor
de alta resistência rotórica
♦Esse
tipo de motor permite que a
velocidade seja controlada em um
grande intervalo
♦Gera
altas perdas no rotor, portanto
baixo rendimento
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2/2/2009
Motor com rotor bobinado
♦É
um motor que permite o acesso ao
enrolamento rotórico através de escovas
Motor com rotor bobinado
♦O
rotor de um motor com rotor bobinado é
envolvido por um enrolamento isolado
semelhante ao enrolamento do estator.
♦
Os enrolamentos de fase do rotor são trazidos
para o exterior aos três anéis coletores
montados no eixo do motor.
♦ Os
anéis coletores e as escovas constituem
uma forma de se ligar um reostato externo ao
circuito do rotor.
♦A
finalidade do reostato é controlar o torque de
partida e a velocidade do motor.
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2/2/2009
Motor com rotor bobinado
♦
A resistência rotórica determina a
curva de velocidade/conjugado no
qual opera o motor.
Motor com rotor bobinado
♦É
um motor que permite o acesso ao
enrolamento rotórico através de escovas
Torque ( % nominal )
200
R2(2)
100
R2(1)
R2(3)
R2(3) > R2(2) > R2(1)
100
Velocidade
( % síncrona )
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2/2/2009
Motor com rotor bobinado
Curvas obtidas
de um catálogo
Motor com rotor bobinado
♦O
escorregamento varia linearmente
com a resistência rotórica
♦Para
um mesmo torque, pode-se ter
vários escorregamentos
♦Resistências
externas são adicionadas
ao rotor
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2/2/2009
Motor com rotor bobinado
♦A
velocidade de operação pode ser
variada pelo controle da resistência do
rotor
♦Para
elevados
escorregamentos,
haverá altas perdas no rotor
Hidroreostato
♦ Controle de velocidade de motores de
anéis através da variação
resistência por reostatos líquidos.
♦
de
Costumam
ser
usados
para
acionamento de motores de grande
potência .
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2/2/2009
Hidroreostato
♦
Esquemático de um hidroreostato
Hidroreostato
♦
Foto de um hidroreostato do
fabricante ELETELE
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2/2/2009
Aplicação de Hidroreostato
♦
Exemplo de aplicação em um
moinho de bolas.
Regeneração de energia
♦É
possível simular as resistências,
regenerando energia para a rede
+
Id
MI
ROTOR
BOBINADO
TRANSFORMADOR
−
RETIFICADOR
INVERSOR
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2/2/2009
Acionamento com motor
síncrono
♦
O escorregamento é zero para o M.S.
♦
Alimentação c.c. no enrolamento de
campo
♦
Baixas potências ⇒ ímãs permanentes
Esquema do acionamento
♦Em
aplicações superiores a 1000 cv, os
acionamentos com M.S. tornam-se
competitivos com os M.I.
FILTRO
ia
Id
a
REDE
C.A.
b
c
RETIFICADOR
INVERSOR
MOTOR
SÍNCRONO
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2/2/2009
Acionamento com motor
síncrono
♦
A frequência de alimentação do motor
é controlada
♦A
tensão nos terminais do motor é
senoidal
♦O
rendimento
é
acionamento com M.I.
superior
ao
Forma de onda da corrente
v i
van
Id
ia
ia
wt
− Id
ia
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2/2/2009
CICLOCONVERSORES
„
São acionamentos de motores
de indução ou síncronos que a
partir de uma tensão senoidal
com frequência fixa, obtém-se na
saída uma tensão senoidal com
amplitude e frequência variáveis
(não há estágios intermediários
de corrente contínua).
CICLOCONVERSORES
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2/2/2009
CICLOCONVERSORES
„
O cicloconversor com comutação
natural consiste de circuitos
conversores de fase controlada
conectados a um sistema CA, que
fornece as tensões necessárias à
comutação natural. Os circuitos
individuais são controlados tal que a
forma de onda da tensão de saída é
obtida à partir de segmentos das
tensões polifásicas da entrada.
CICLOCONVERSORES
„
Variação senoidal da tensão média
de saída do retificador
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2/2/2009
CICLOCONVERSORES
„
O ângulo de disparo varia entre zero e 180o
e de volta a zero, então um ciclo completo
de variação de baixa frequência é imposto
na tensão média de saída.
CICLOCONVERSORES
„
Um cicloconversor monofásico é constituído
de dois circuitos trifásicos de meia onda
como mostrado na proxima figura.
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2/2/2009
CICLOCONVERSORES
„
Quando uma saída trifásica é
requerida, três cicloconversores
monofásicos com deslocamento de
fase de 120º entre as suas saídas são
conectados. Com uma carga
balanceada, a conexão do neutro não
é necessária e pode ser omitida,
suprimindo assim os componentes de
3o harmônico. Esse circuito requer 18
tiristores, mas se cada grupo consiste
de uma ponte trifásica completa ou
circuito primário de 6 fases então 36
tiristores são necessários.
CICLOCONVERSORES
„
Em circuitos práticos, com o
cicloconversor básico apresentado
anteriormente, uma razoável potência
de saída, rendimento e conteúdo
harmônico são obtidos em uma
região com a frequência de saída
variando de aproximadamente zero
até um terço (33%) da frequência da
fonte de suprimento.
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