relatório da simulação de modelo eletromecânico – motor cc
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Trabalho desenvolvido em 2012, Rio Grande.TRANSCRIPT
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Modelagem Matemática de Sistemas
Engenharia de Automação
Relatório da Simulação de modelo Eletromecânico – Motor CC
Ygor Quadros de Aguiar - 48793
Análise de Malha Aberta
Nesta análise a tensão de armadura Va se mantém constante (Va =
6) independente da carga.
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A corrente de armadura Ia não se manteve constante, conforme
pode ser visto no gráfico. Em t=0, ocorre um pico de corrente devido a
partida do motor, após alguns instantes entra em regime nominal. Devido
ao aumento do torque de carga no eixo do motor, em t=4, a corrente se
eleva e retorna ao valor nominal. Em t=6, a corrente sofre um pico
negativo devido a retirada do torque de carga no eixo, e logo após retorna
ao valor nominal. Portanto, a corrente de armadura varia de acordo com a
inserção ou remoção de carga no eixo do motor.
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Na partida do motor, a velocidade de rotação W salta de zero e
atinge um valor nominal mantendo-se estável até que em t=4 o aumento
do torque de carga acarrete uma queda em W. Em t= 6, a velocidade de
rotação se eleva devido à retirada do torque de carga, voltando ao valor
nominal.
Na partida, o torque resultante Td sofre um leve aumento devido à
inércia inicial. No acréscimo de um torque de carga Tl, o torque resultante
Td apresenta um pequeno aumento e estabiliza num valor aproximado a
zero. Em t=6, devido a retirada da carga no eixo, o torque desenvolvido
apresenta um pequena queda e estabiliza novamente.
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Análise de Malha Fechada
Nos motores CC o controle da velocidade é realizada através da
tensão de armadura Va. A partir do gráfico podemos analisar que a tensão
Va parte em rampa de zero até um valor de tensão correspondente a
300rad/s de velocidade de referência em t=3. Em t=5 a tensão da
armadura aumenta para compensar a perda no torque elétrico ocasionada
pela inserção de uma carga no eixo. Em t=7 a carga é retirada, portanto, a
tensão de armadura reduz a fim de compensar o aumento do torque
elétrico.
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A corrente da armadura Ia sobe em rampa até 3s atingindo um valor
nominal e estabiliza. Da mesma forma analisado para tensão de armadura
no gráfico anterior, a corrente Ia sofre uma variação positiva com a
inserção de carga, para compensar a queda na velocidade de rotação, e
sofre uma variação negativa na remoção da carga no eixo, para
compensar o aumento da velocidade de rotação. Esses resultados podem
ser conferidos em t=5 e t=7 respectivamente.
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0 2 4 6 8 10 12 140
50
100
150
200
250
300
350
400
w
wr
No gráfico, a velocidade real da simulação W é comparada com a
velocidade de referencia Wr. Em t=5, a velocidade W sofre uma pequena
redução devido ao acréscimo de um torque de carga e se estabiliza com a
velocidade de referência. Ao remover a carga no eixo a velocidade W sofre
um aumento e retorna ao valor nominal de referência. Esse
comportamento se dá pela ação do controlador PI.
0 2 4 6 8 10 12 14-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5x 10
-3
Td
Tl
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No gráfico acima, está representado o torque desenvolvido Td e o torque
de carga Tl. O torque Td varia com o aumento da velocidade de rotação
W e sofre ação do controlador PI.
0 2 4 6 8 10 12 140
5
10
15
20
25
30
Eg
A tensão induzida Eg sofre a mesma variação que foi apresentada no
gráfico da velocidade de rotação W já que é calculada através da corrente
de campo If e constante de tensão Kv, ambos fixos, dependendo
exclusivamente da velocidade de rotação do eixo.
Eg =kv*If*W