Controle de velocidade do campo girante e suas variações

Controle de velocidade do campo girante → A frequência estatórica, além de influenciar diretamente na velocidade síncrona, influencia inversamente no fluxo do campo girante.

Geralmente, os conversores de frequência variam na mesma proporção a tensão estatórica e a frequência. Dessa forma, o fluxo resultante fica aproximadamente constante e o mesmo acontecerá com o torque.

Toda curva de torque x velocidade fica com a mesma forma, apenas deslocada sobre o eixo das velocidades. Ainda é possível verificar que quanto mais baixa for a frequência, o torque máximo no motor irá acontecer mais cedo.

Então, os conversores mais comuns possuem a relação tensão e frequência constante, não conseguindo manter o torque constante. Por outro lado, os melhores conversores (controle vertical) dão um reforço de tensão nas baixas velocidades para manter o torque constante.

O conversor eletrônico de potência é composto de um retificador a diodos (de onda completa) que transformam a tensão alternada da linha em tensão contínua e de um inversor trifásico a transistor que forma a tensão cc em ca com frequência e valor eficaz ajustável individualmente.

A técnica usada para o comando dos transistores é quase sempre PWM (modulação de largura dos pulsos), que consiste basicamente em ligar e desligar a cc no motor em intervalos de tempo determinados e com largura de pulsos diferentes, de modo que a corrente se aproxime de uma senoide. A forma de onda mostrada no desenho acima é de tensão, mas como a corrente não pode variar instantaneamente em um circuito indutivo, a forma da tensão fica mais próxima de uma senoide. •Vantagens: conversores incorporam uma grande variedade de proteção; possibilitam a programação por CLP ou computador; Frenagem no motor por CC.

Controle de velocidade → Devido aos conversores de frequência, os motores CC estão sendo substituídos (motor mais recomendado para o controle de velocidade).

Controle por escorregamento → Para fazer o controle de velocidade pelo escorregamento, é mantido o campo girante na velocidade síncrona e é variado o valor da tensão estatórica e da resistência retórica.

Variação da tensão aplicada no estator → Quanto mais baixa for a tensão no estator, maior será o escorregamento e, portanto, menor será a velocidade no rotor.

→Características positivas: utiliza-se o motor de gaiola, que tem baixo custo, e o controle de velocidade é barato.

→ Características negativas: devido ao escorregamento de máximo torque não variar, a faixa de velocidade controlada é estreita.

•As variações de carga afetam muito a velocidade quando a tensão estiver baixa.

Variação da resistência rotórica: ao variar a resistência do rotor, variam o torque de partida e o escorregamento em que ocorre o máximo torque, porém o torque máximo permanece constante.

→Aspectos negativos ↔ perdas por efeito joule; manutenção, equipamento caro.

→Aspectos positivos ↔ Não há perda de torque nas baixas velocidades. O reostato de controle de velocidade pode ser usado como método de partida.

Mudanças de número de polos → A mudança do número de polos do estator e, por consequência, do rotor, pode ser feita através do uso de dois enrolamentos independentes ou através de um enrolamento religável. O rotor deve ser gaiola de esquilo. Faz o ajuste automático para o mesmo número de polos do rotor.

Comutação Polar com 2 enrolamentos independentes no estator → Neste caso, o estator possui dois enrolamentos completamente isolados entre si. Cada enrolamento possui o seu próprio número de polos e potência. A comutação de velocidade se dá através de qual enrolamento por alimentação.PROBLEMAS: tamanho → o tamanho da máquina fica bem maior do que o normal, isso acontece devido à ranhura ter que armazenar dois enrolamentos. Uso: motores de elevadores.

Comutação polar com um enrolamento religável (sistema Dahlander) → Cada fase é constituída por um enrolamento de polos consequentes com uma derivação central, onde uma das metades contém um grupo ímpar de bobinas e a outra metade os grupos pares. Como é feita a mudança de polos? É feita através da troca da ligação de série para paralelo (ou vice versa), com a inversão da corrente em uma das metades do enrolamento. Concluindo, temos que: quanto menor for o número de polos, maior será a velocidade do motor. Logo, a ligação estrela paralelo de dois polos será para alta rotação. Quanto maior for o número de polos, menor será a velocidade, portanto, para ligação triângulo série, 4 polos, teremos baixa rotação. O sistema DAHLANDER, na sua forma mais simples, é de 4/2 polos com 12 ranhuras.

Chave de partida estática (Soft-Starter) → É um equipamento eletrônico usado para dar partida suave e fazer a parada dos motores de indução trifásicos. Para isso, ele controla a tensão eficaz aplicada ao motor, o que influencia na corrente e no torque. O soft-starter NÃO é usado para controlar a velocidade, porque ele não altera a frequência, mas sim a tensão aplicada ao motor. O circuito de potência do soft starter possui em cada fase dois tiristores ligados em anti-paralelo e são comandados por um circuito eletrônico microprocessado. O circuito de tiristor é chamado de gradadores. O processo de partida mais simples se dá através de uma rampa de tensão. Inicialmente, o ângulo de disparo dos tiristores é alto e depois vai diminuindo. Portanto, a tensão na partida é pequena e depois cresce.

Conclusão: a redução da tensão produz uma diminuição no conjugado de partida e no conjugado máximo, mas mantém inalterado o escorregamento em que ocorre o torque máximo.

Vantagens: permite a limitação da corrente de partida, permite a frenagem do motor. Possibilita a economia de energia quando o motor está vazio ou com pouca carga. Permite adaptar a curva do conjugado do motor à carga, fazendo partidas e paradas suaves.

Desvantagens: redução maior do conjugado do que a corrente. Investimento inicial elevado.