Controle digital de velocidade de um motor de corrente contínua com conversor CA/CC em regime de condução descontínua
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Autor(es)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Ronaldo Tadeu Pena
Antônio Eustáquio Vieira
Selenio Rocha Silva
Paulo Fernando Seixas
Antônio Eustáquio Vieira
Selenio Rocha Silva
Paulo Fernando Seixas
Resumo
Este trabalho propõe uma estratégia digital simples do controle de velocidade de acionamentos c.c. de baixa potência. A fonte de alimentação é constituída de um conversor CA/CC completamente reversível, monofásico de onda completa. Quanto à estrutura física, o sistema de controle apresenta o grande atrativo de ser bastante econômico, em vista do "hardware" mínimo e do baixo custo exigido na sua implementação digital por microcomputador. Considerando-se as caracteísticas técnicas do sistema pode-se destacar o funcionamento nos quatro quadrantes da característica conjugado x velocidade, apresentando um bom desempenho em toda a faixa de operação. A malha de controle constitui-se de um regulador proporcional-integral, sem no entanto apresentar uma malha auxiliar de regulação de corrente. Os transitórios mais bruscos de corrente são facilmente limitados com um algoritmo simples de saturação do seu valor máximo. O sistema de controle apresenta ainda uma outra simplificação importante: medição de velocidade sem captor mecânico. O trabalho aborda ainda, com detalhes, o projeto da malha de velocidade inteiramente no domínio discreto. Para tanto, uma modelagem que leva em consideração o acoplamento entre conversor estático e o motor c.c. é apresentada. A partir deste modelo é analisada a variação dos parâmetros do acionamento c.c. com o ponto de operação e, finalmente, é apresentado o projeto de controle direto do ângulo de disparo do conversor. Para ilustrar o bom desempenho apresentado pelo sistema são mostrados resultados experimentais de um acionamento c.c. de 2CV, que são confrontados com os resultados de simulação digital.
Abstract
This work deals with the presentation of a very simple and low cost microcomputer-based control strategy, for speed regulation and current limitation of low-power dc drives. The power suply is a single-phase full-wave dual thyrstor converter in discontinuous operation. The system's good performance was obtained by a minimal hardware structure and low cost implementation, wich confirms its economic viability. The dual-converter assembly is completely reversible, operating in the four quadrants of the torque-speed characteristic. In addition, the system presents good operating conditions over all working range. The control algorithm is made up of a classical proportional plus integral controller, without using an auxiliary current, regulation loop. Faster current transients suffer limitation by a simple procedure with saturation of its greatest value. There is another important simplification: speed measurement without the use of a mechanical transducer. The work also explains in details the project of the speed control loop entirely on the discrete domain. For this purpose, the modeling assembly includes the motor and the static converter coupling. For this mode, we make an analizys of the dc drive parametrs variation with the operation point, and finally, it is shown the project of the direct firing angle control, in the converter. Experimental results, illustrating the good performance of this system, are presented for a 2HP dc drive, which are compared with the digital simulation results.
Assunto
Acionamento elétrico, Engenharia elétrica, Motores eletricos de corrente continua
Palavras-chave
Engenharia Elétrica