Trabalho desenvolvido em 2012, Rio Grande.

1. 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 0 2 4 6 8 10 12 14
0
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
3.5
x 10
-3
Td
Tl

7. 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 14
0
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