robótica
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Eng.º Luís Reis Neves Departamento de Engenharia
case study
Modos de controlo para acionamentos CA Desde o final dos anos 70 que foram desenvolvidos vários modos de controlo de motores CA, com diferentes designações. Os exemplos presentes na SEW-EURODRIVE incluem o controlo V/f, VFC, CFC e SERVO. De modo a atingir uma diferenciação clara entre as designações e abreviaturas, este artigo, virtualmente sem considerações matemáticas, explica as caraterísticas básicas dos modos de controlo presentes na família de variação eletrónica de velocidade da SEW-EURODRIVE. O conteúdo abrange toda a gama de potências e aplicações – desde o standard mais básico até às aplicações com requisitos técnicos mais exigentes.
Até à década de 70, os motores de corrente contínua (CC) eram a única opção que permitia um ajuste contínuo de velocidade e binário em aplicações industriais. Caso não existisse um dispositivo de comutação mecânica que permitisse fazer afinações, este tipo de motores apresentava-se como sendo o acionamento ideal do ponto de vista do controlo. Os motores CC estão sujeitos a um elevado desgaste, o que se traduz em cargas mecânicas e custos de manutenção consideráveis. Por sua vez, os motores assíncronos são bastante mais robustos e praticamente isentos de manutenção. No entanto, este tipo de motores requer um controlo mais complexo, o que se revelou problemático quando a engenharia de controlo e a eletrónica de potência eram embrionárias no mundo industrial. Na altura não existiam processadores de sinais digitais e os MOSFETs e IGBTs eram apenas conceitos teóricos. Os modos de controlo em malha aberta e malha fechada tornaram-se indispensáveis e continuam a representar elevadas taxas de implementação na engenharia de acionamentos.
AJUSTE DA TENSÃO E DA FREQUÊNCIA SIMPLESMENTE ENGENHOSO Os conversores de frequência com controlo V/f, sigla que significa tensão/frequência, são ideais para aplicações simples como bombas, ventiladores ou soluções simples de movimentação de cargas. São tradicionalmente utilizados para acionar motores de corrente alternada (CA) com algum dinamismo e baseiam-se no ajuste proporcional da tensão e frequência. Este tipo de controlo mantém o fluxo na máquina constante e disponibiliza o binário máximo (Figura 2). Da perspetiva do motor, o conversor de frequência é visto como um sistema ajustável da tensão e da frequência de alimentação, o que significa que é possível ligar ao mesmo conversor de frequência vários motores em paralelo. Graças ao seu funcionamento bastante intuitivo e de fácil operação, os conversores com o modo de controlo V/f são colocados em operação num curto espaço de tempo. Este modo, ao longo do tempo, foi-se tornando no mais utilizado e encontra-se presente nos conversores de frequência da SEW-EURODRIVE para instalação em quadro elétrico (MOVITRAC® e MOVIDRIVE®) e instalação no campo (MOVIMOT®, MOVIFIT® FC e MOVIPRO®).
Figura 2. Curvas caraterísticas tensão/frequência e de binário em controlo V/f, ligação em triângulo e fbase √3f.
Figura 1. Família de variadores tecnológicos MOVIDRIVE B, que utiliza a mais moderna eletrónica de potência.
CONTROLO VETORIAL ÓTIMA PERFORMANCE DE FUNCIONAMENTO Nos casos em que o simples ajuste de velocidade não é suficiente para satisfazer os requisitos da aplicação (por exemplo, devido à necessidade de mais dinamismo ou binário), o controlo vetorial é a opção mais indicada. Este modo de controlo,