Controle de Motor Tipo Derivação (MEC178)

Apresentamos um controle de potência de onda completa projetado para operar com motores em derivação. Este controle utiliza como elemento de disparo o SUS (Chave Unilateral de Silício), que permite a obtenção de pulsos agudos e comutação importantes para o desempenho do sistema. O circuito pode atuar numa ampla faixa de potências, que depende basicamente dos SCRs e dos diodos utilizados.

Num controle de potência para motores em derivação devemos ter uma alimentação separada para o enrolamento de campo e para .a armadura.

O controle de potência é feito na armadura através de um sistema de comutação com SCRs.

No nosso circuito, um SUS (Silicom Unilateral Switch) fornece os pulsos agudos de comutação necessários ao disparo dos SCRs em duas fases de modo a se obter o controle de onda completa.

O circuito é versátil, de modo que os díodos e os SCRs são selecionados de acordo com a potência do motor controlado, no caso projetado para a rede de 110 V.

Observe pelo diagrama que o controle é feito numa faixa de potências que vai de 0 a 100°/o praticamente com um simples potenciômetro de baixa dissipação.

O CIRCUITO

Num motor em derivação temos dois enrolamentos, o de campo e o do induzido que são ligados em paralelo, conforme a figura 1.

Figura 1 – Motor derivação (shunt)

A tensão no enrolamento de campo é mantida constante e eventuais variações de velocidade se fazem pela alteração da tensão no induzido.

Nos motores convencionais, por exemplo, existe uma resistência de partida em série com o induzido, cuja função é limitar a corrente no momento da partida.

Normalmente, esta resistência só é mantida no circuito até o instante em que o motor atinge uma velocidade próxima da que se considera normal para o funcionamento.

Esta característica deste tipo de motor faz com que sejam utilizados, preferivelmente, no acionamento de cargas variáveis.

No nosso circuito, os diodos D1 a D4 formam a ponte, que permite a alimentação do induzido com máxima potência, e também fornece o sinal de onda completa para o disparo dos dois SCRs.

O disparo vem de um circuito de tempo formado por P1 e C1.

R3 e R4 formam um divisor de tensão que fixa no elemento de disparo do SUS sua tensão de disparo.

O SUS pode ser considerado um elemento de disparo semelhante a um diac, mas sua tensão pode ser programada através de um terceiro eletrodo.

Assim, o retardo na fase provocado pelo ajuste de P1 e pelo capacitor C1, é que determina o instante no semiciclo em que os dois SCRs vão disparar.

Observe que os dois SCRs são disparados simultaneamente.

Na realidade, mesmo recebendo os pulsos ao mesmo tempo, observamos que em cada semiciclo, apenas um está polarizado no sentido direto, o que significa que somente um deles pode conduzir.

Assim, os SCRs conduzem alternadamente, produzindo o controle de onda completa desejado.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo deste controle.

Figura 2 – Diagrama completo do controle

Não será dada a placa de circuito impresso, já que os díodos e os SCRs. por serem componentes de potência, que neste caso dependerão do tipo de motor usado, podem variar muito de encapsulamento.

Assim, limitamo-nos a dar a pinagem do SUS que será válida para o projeto do setor de controle.

Os diodos D1 a D4 devem ter corrente de acordo com o exigido pelo motor e tensão inversa de pico de pelo menos 200 V.

Os SCRs devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 200 V e ser capazes de suportar a corrente exigida pelo motor.

Os resistores são todos de ¼ W e o potenciômetro P1 é linear comum de carbono.

O capacitor C1 é de poliéster com uma tensão de trabalho de pelo menos100 V.

D5, DB e D7 podem ser 1N4004 ou BY127 e o SUS deve ser, obrigatoriamente, do tipo 2N4987.

Na montagem utilize fios compatíveis com as correntes controladas e radiadores nos SCRs.

PROVA E USO

Depois de montado o aparelho, basta testá-lo.

A ligação de um osciloscópio antes e depois do SUS permite verificar a faixa de atuação no semiciclo para este componente, cujas formas de onda são mostradas na figura 3.

Figura 3 – Formas de onda no circuito

Se você não conseguir uma variação dentro da faixa desejada, o capacitor C1 deve ter seu valor alterado.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva do dispositivo de controle.

O fio de ligação ao potenciômetro pode ser bastante longo, possibilitando assim um controle à distância do motor.