Implementação de um Estimador de Velocidade em C++ em substituição ao taco Gerador para controle de velocidade de Moter de Corrente Contínua

Abstract

O presente trabalho tem como objetivo a implementação, via software em linguagem C++, de um estimador de velocidade de motor de corrente continua - MCC, substituto do taco gerador, para viabilizar o controle de velocidade do MCC utilizando a corrente a armadura como único dado monitorado de entrada do software. Para se obter a velocidade real do motor através da corrente da armadura, utilizou-se de equações oriundas do modelamento matemático do MCC e ponte retificadora tiristorizada de seis pulsos. Os reguladores proporcional integral – PI - utilizados no software, foram modelados matematicamente através de equações recursivas. Os parâmetros necessários para ajustes destes reguladores como constante de tempo de velocidade, ganho do regulador para sinal de velocidade, constante de tempo de corrente, ganho do regulador para sinal de corrente entre outros foram disponibilizados e ajustados em tempo real na tela principal de execução do software. Software que ao longo deste trabalho será chamado de CHOPPV. Para a montagem em laboratório foi utilizado o sistema de controle para o acionamento de um motor de corrente contínua – MCC- em mono-quadrante, realizado através de uma ponte conversora totalmente controlada. Para o sistema implementado, utilizou-se um microcomputador, uma placa de aquisição de dados, um circuito eletrônico de disparo e um transdutor de corrente, sensor Hall. O microcomputador com o software em linguagem C++ e a placa de aquisição responderam pela aquisição dos dados de entrada e controle das malhas de velocidade e corrente, e envio de um sinal de controle pelo qual se controla o circuito de disparo da ponte. A ponte retificadora através do ângulo de disparo alfa determina a tensão de alimentação do motor de corrente contínua. No módulo de controle dos pulsos foi utilizado circuito eletrônico de disparo do tipo rampa, implementado com o CI TCA 780 (Icotron-Siemens), um circuito integrado desenvolvido para controlar o ângulo de disparo de tiristores, transistores e triacs continuamente de 0º a 180º. Será possível verificar que o estimador de velocidade implementado em laboratório apresentou boa regulação, inclusive quando submetido à degrau de carga e a alteração da velocidade de referência. Foi constatado também grande similaridade dos valores de velocidade do eixo do motor com os valores referência apresenta dos pelo software. O sistema utilizado está detalhado nesta dissertação assim como os resultados obtidos, os cálculos e os parâmetros adotados.