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Controle de Velocidade – Motores de Indução

Variação da Resistência do Rotor

Comutação do Número de Pólos

Variação da Tensão do Estator

Variação da Freqüência do Estator

Variação Simultânea da Tensão e

Freqüência

Principais Métodos:

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Variação da Resistência do Rotor

Curvas Típicas de Torque x Velocidade

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Variação da Resistência do Rotor

Curvas Típicas de Corrente x Velocidade

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Variação da Resistência do Rotor

Características:• aplicável só a motores de anéis• semelhante a caso do MCC • velocidade pode ser apenas reduzida• rigidez da curva diminui com a carga• perdas aumentam• baixa eficiência (depende da tecnologia !)• s aumenta com a resistência adicional• torque máximo não varia• corrente reduz em relação à curva normal• pode também ser usado para a partida• partida : alto torque e baixa corrente• faixa típica de velocidade: 1:2~3• aplicação : regime intermitente

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Variação da Resistência do RotorTecnologias disponíveis:

a) Resistor variávelb) Retificador + Chopperc) Cascata Subsíncrona

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Comutação do Número de Pólos

Esquema Típico

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Comutação do Número de Pólos

Esquema Típico Reconexão

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Comutação do Número de Pólos

Características:• não há acréscimo de perdas• pode-se aumentar ou diminuir a velocidade• rendimento do motor comparativamente menor• rendimento diferente para cada velocidade• método simples• método barato• faixa de variação: 1:2 a 1:8• material ativo subutilizado • aplicações de baixa e média potência• variação brusca de velocidade• tipo de conexão: potência ou torque constante• pode ser usado para permitir frenagem• boa rigidez da curva de torque

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Comutação do Número de Pólos

Curvas Típicas da Conexão para Torque Constante

Torque x Velocidade

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Comutação do Número de Pólos

Curvas Típicas da Conexão para Potência Constante

Torque x Velocidade

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Variação da Tensão do Estator

Curvas Típicas de Torque x Velocidade para Escorregamento e Resistência Rotórica Baixos (Motor Normal)

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Variação da Tensão do Estator

Curvas Típicas de Torque x Velocidade para Escorregamento e Resistência Rotórica Altos (Motor Categoria D)

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Variação da Tensão do Estator

Características:• aplicável a motores tipo gaiola e de anéis• velocidade pode ser apenas reduzida• rigidez da curva diminui com a carga• torque reduz significativamente• s aumenta com a redução da tensão• escorregamento p/ máx. torque não muda• torque máximo reduz significativamente• faixa de variação (motores N) : 10%• pode também ser usado para a partida• usado quando se exige baixo torque de partida• redução da tensão pode aumentar FP e rend. S em baixas cargas

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Variação da Tensão do EstatorTecnologias disponíveis:

a) Controlador CA (Gradador de Tensão)b) Inversor com Freqüência Constante (6P,

PWM)c) Auto-Transformador (partida)

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Variação da Tensão do EstatorInversores com Freqüência Constante

Operação em 6 pulsos ou Modulação PWM

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Variação da Tensão do Estator

Controlador de Tensão CA (Gradador)

Princípio de Operação de um Soft-Starter

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Variação da Tensão do Estator

Variação no Rendimento usando Controlador CA

controladores CA: baixo fator de potência de entrada !

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Variação da Tensão do Estator

Variação no Fator de Potência usando Controlador CA

controladores CA: baixo fator de potência de entrada !

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Variação da Freqüência do Estator

Curvas Típicas de Torque x Velocidade

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Variação da Freqüência do Estator

Características:• aplicável a motores de anéis e gaiola• semelhante a caso do MCC (redução do campo)• velocidade só pode ser aumentada• torque reduz aproximadamente com a rotação• redução da freqüência implica saturação• não há aumento significativo das perdas joule• rotação máxima : problemas mecânicos• perdas rotacionais aumentam com a freqüência• perdas magnéticas aumentam com a freqüência• corrente diminui com a freqüência

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Variação da Freqüência do EstatorTecnologias disponíveis: Inversor com Tensão

Constante (6 Pulsos ou PWM)

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Curvas Típicas de Torque x Velocidade

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Características:

• aplicável a motores de anéis e em gaiola

• semelhante a MCC (controle de armadura)

• tensão aumenta proporcional com a freq.

• conhecido como V/f=constante

• fluxo (saturação) aproximadamente

constante

• torque máximo constante até a vel. base

• freqüência aumenta até a nominal

• freqüências muito baixas exigem

compensação

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Variação da Freqüência e Tensão do EstatorTecnologias disponíveis: Inversor de 6 pulsos

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Tecnologias disponíveis: Inversor de 6 pulsos

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Tecnologias disponíveis: Inversor com modulação PWM

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Tecnologias disponíveis: Inversor com modulação PWM

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Variação da Freqüência e Tensão do Estator

Características: SPWM (PWM senoidal) X 6 Pulsos

• 6P possui maior tensão RMS (~18%)

• 6P possui maior tensão fundamental

(~27%)

• 6P possui menor DHT na tensão (~30%)

• SPWM possui maior DHT na tensão

(~46%)

• SPWM : harmônicos de mais alta ordem

• 6P possui correntes harmônicas de baixa

ordem

• 6P possui pulsação de torque em baixas

freq.

• SPWM corrente próxima de uma senóide

• SPWM : tensão regulada dentro do inversor

• Inversores em geral usam ambas as

técnicas !