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.

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.

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.

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.

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.

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

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