ROTEIRO DO TRABALHO

1.2 ROTEIRO DO TRABALHO

O presente trabalho foi dividido em 7 capítulos, de forma a dis- tribuir igualmente cada passo do processo e para melhor avaliação das dificuldades encontradas.

No Capítulo 2 são apresentadas as considerações iniciais da mo- delagem do motor. O objetivo principal deste capítulo é obter um modelo linear aproximado do motor para a realização dos primeiros procedimen- tos de simulação. Serão avaliadas também as principais relações do mo- tor que serão úteis na formulação do controle vetorial e análises de in- fluência dos parâmetros elétricos no motor, tanto em malha aberta quanto em malha fechada.

No Capítulo 3 será abordado o contexto geral do controle veto- rial, principais expressões e suas formas de implementação. Em seguida, com as relações de controle, serão avaliadas a dependência dos parâme- tros nas relações do controle vetorial e a influência deles na dinâmica da máquina nestas condições.

No Capítulo 4, primeiramente será feito uma introdução à repre- sentação de modelos discretos, em seguida serão deduzidos os princi- pais métodos de mínimos quadrados, o método em batelada (Batch) e o método recursivo. Será também tratada a modelagem do método de dis- cretização de Tustin, que será parte imprescindível para a identificação dos parâmetros do motor.

No Capítulo 5 serão apresentados os resultados de simulação obtidos e todos os processos que foram desenvolvidos nessa fase do trabalho. Entre eles pode-se citar o estudo feito para compreensão do funcionamento do processador de ponto fixo que foi utilizado no decorrer do processo de obtenção dos resultados experimentais. Será apresen- tado também, a forma de como foram implementados os hardwares de controle e potência na simulação.

perimentais obtidos na plataforma desenvolvida no laboratório, bem como todos os procedimentos inerentes ao processo de aquisição dos resulta- dos.

Por fim, no Capítulo 7, são apresentadas as conclusões. Adicio- nalmente, tratar-se-á também das propostas e recomendações para tra- balhos futuros.

O trabalho ainda conta com dois anexos que tratam do equacio- namento das transformações de coordenadas que foram utilizadas, prin- cipalmente nos capítulos de modelagem do motor de indução e da mode- lagem dos métodos de mínimos quadrados, e também da prova do Lema da inversão de matrizes, item imprescindível na obtenção das relações para o método de mínimos quadrados recursivo.

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2 MODELAGEM DO MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO

Neste capítulo são apresentadas a modelagem do motor de in- dução trifásico, e obtidas algumas relações importantes para análise da função de cada parâmetro dentro do motor de indução e do controle. Em seguida, será realizado uma transformação no modelo trifásico para um modelo bifásico equivalente na forma de equações de estados. Será tra- tado também a modelagem e as principais equações para a implementa- ção do controle vetorial indireto com orientação pelo fluxo de rotor.

2.1 INTRODUÇÃO

Durante muitos anos, o motor de corrente contínua (Motor CC) foi a principal ferramenta em acionamentos controlados de velocidade e posição, devido à sua facilidade de implementação. Porém, algumas van- tagens do motor de indução o colocaram gradativamente como a melhor opção para este tipo de controle. Os principais pontos positivos são:

• O custo do Motor de Indução Trifásico (MIT) é muito menor em re- lação ao motor CC de mesma potência

• O MIT atinge maiores velocidades, obtendo-se consequentemente maiores potências

• A manutenção do MIT é muito mais simples, devido a inexistência de escovas1

• Menor consumo em processos de aceleração e frenagem

O MIT é uma máquina rotativa cilíndrica, composta pelo estator, parte fixa, e pelo rotor, parte móvel. O estator possui enrolamentos dis- tribuídos uniformemente ao longo de sua estrutura e em alguns casos

possui acesso aos seis terminais2_{, podendo ser conectado em estrela ou}

triângulo, dependendo da utilização e da tensão de rede disponível no local. O rotor pode ser bobinado, ou seja, seus enrolamentos são distri- buídos ao longo do eixo do rotor e suas extremidades são conectadas aos anéis coletores deslizantes feitos de carbono, que permitem o contato elé- trico com o meio externo. São utilizados em aplicações que exigem altas velocidades e necessitam de alto conjugado de partida. O rotor também pode se apresentar de uma forma especial chamada rotor gaiola de es- quilo3_{. Neste caso, este é feito através de barras de alumínio injetadas em}

ranhuras e curto-circuitadas em suas extremidades com o mesmo mate- rial. Não há necessidade de nenhuma isolação especial e os terminais de rotor não são acessíveis, como no caso do rotor bobinado, seu uso é restrito à casos que requerem elevado conjugado de partida.

A aplicação de tensão alternada nos enrolamentos do estator produzirá um campo magnético variante no tempo que devido à distri- buição uniforme do enrolamento do estator gera um campo magnético resultante girante na velocidade proporcional à freqüência da rede trifá- sica. De acordo com a lei de Lenz, quando houver uma velocidade relativa entre a velocidade do rotor e o campo girante, surgirá uma tensão indu- zida no rotor, que por sua vez fará circular uma corrente elétrica em seus enrolamentos. Pela lei de Lorentz, a ação da corrente elétrica no rotor fará surgir uma força rotacional no eixo do motor (Conjugado4_{), na qual}

tenderá a impor uma velocidade no rotor. Note que para haver tensão induzida no rotor, e consequentemente torque eletromagnético, a veloci- dade do rotor deve ser diferente da velocidade do campo girante. Essa diferença de velocidade, conhecida como escorregamento, faz com que o rotor não gire em sincronismo com o campo girante, por esse motivo o motor de indução trifásico é também conhecido como motor assíncrono trifásico.

2 _{Dois terminais por enrolamento.} 3 _{Ou simplesmente, rotor gaiola.}