Mecatrônica Atual

automação
a energia gasta na frenagem de volta à rede
é denominada “regeneração”.
Geralmente, o controle dos conversores
CC é feito por PWM, com uma frequência
de chaveamento cujo período seja muito
menor do que a constante de tempo elétrica
da carga. Esta técnica reduz a ondulação na
corrente, e, portanto, o torque.
Conversor Classe A
Na figura 8 temos o diagrama de um conversor
capaz de operar somente no quadrante
I. Como a carga é puramente indutiva, o uso
do diodo “free-wheeling” é indispensável.
Podemos notar que a corrente na carga
pode circular apenas em um único sentido,
bem como não há possibilidade de inversão
Quadrante Torque, velocidade Sentido de rotação Variação de velocidade
I > 0 Avante Acelera
II > 0 À ré Freia
III < 0 À ré Acelera
IV < 0 Avante Freia
T1. Resumo da atuação do Conversor CC nos quatro quadrantes.
F4. Máquina (motor) funcionando no
quadrante I.
F5. Máquina (motor) funcionando no
F7. Máquina (motor) funcionando no
quadrante III. quadrante IV.
F8. Conversor Classe A.
48 Mecatrônica Atual :: Novembro/Dezembro 2012
da polaridade da tensão de armadura, uma
vez que o diodo impede a formação de tensões
negativas aplicadas na saída para a carga.
A corrente de armadura, por sua vez,
pode comportar-se de duas formas: condução
contínua, e descontínua (figura 9).
No modo de condução contínua, a corrente
de armadura não chega a zero dentro de cada
ciclo de chaveamento, o que significa que há
corrente circulando através do diodo durante
todo o tempo e que o transistor está em “off”
(desligado), ou seja, tensão terminal nula.
No modo de condução descontínua, a
corrente chega a zero, fazendo com que o
diodo deixe de conduzir.
Como não há corrente, não temos queda
de tensão sobre Ra e La, de modo que a
F6. Máquina (motor) funcionando no
quadrante II.
tensão disponível nos terminais de saída é
a própria tensão de armadura (Eg).
O valor médio da tensão terminal em
condução contínua é:
Já o valor médio em condução descontínua
é:
Onde: δ = ciclo de trabalho.
Conversor Classe B
Conforme já dito anteriormente, o conversor
Classe B opera somente no IV quadrante,
ou seja: frenagem avante. Nesta situação, a
velocidade mantém seu sentido (assim como
Eg), porém, o torque (Ia) se inverte. Através
da figura 10 podemos notar que o diodo e o
transistor trocaram de posição, havendo uma
inversão da corrente de armadura e da fonte.
Para que seja possível à corrente retornar
para a fonte (regeneração), é necessário que a
tensão média no terminal de saída tenha um
valor maior do que a tensão da fonte (Eg > E).
Isso ocorre, por exemplo, quando controlamos
a velocidade através do enfraquecimento
do campo. Ao frear o motor, eleva-se
a corrente de campo, aumentando Eg, e
possibilitando a transferência de energia da
máquina para a fonte.
Neste caso também podemos ter a operação
em modo contínuo ou descontínuo
(figura 11).
Durante a condução do transistor, há
um acúmulo de energia na “indutância” da
armadura. Assim que este componente é
desligado, a continuidade da corrente por L a
leva à condução do diodo. Essa técnica faz
com que a energia acumulada na indutância
seja entregue à fonte. Quanto maior o ciclo
de trabalho, tanto maior será a corrente.
O valor médio da tensão terminal em
modo contínuo é: