Guia de Aplicação de Servoacionamentos

 

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Servodrive

Servoconvertidor Servoconversor SCA  SC A 

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GUIA DE APLICAÇÃO DE SERVOACIONAMENTOS Série: Servoacionamentos Idioma: Português N º do Documen Documento to:: XXXX XX XXXX XXXX  XX  Modelos: XXX  Data da Publicação: 03/2009

 

 Autoria

 AUTORIA   AUT ORIA  Este Guia de Servoacionamentos foi escrito pelos Dr. Richard M. Stephan (coordenação do trabalho e criação dos capítulos 1, 2, 3, 4 e parte do 5), Dr. Vitor F. Romano (capítulo 5 e parte do capítulo 6) e Dr. Luís Guilherme B. Rolim (capítulo 3.1), todos professores da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ. Coube à WEG a criação dos capítulos 7, 8, 9, 10 e anexos I e II como também a revisão técnica do mesmo.

2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Indice

ÍNDICE INTRODUÇÃO

1.11 SERVOMOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA .................................................................................1-2 1.

DESCRIÇÃO DO SERVOMOTOR

2.1 SERVOMOTOR DE CORRENTE AL A LTERNADA SÍNCRONO ..............................................................2-1 2.22 2.2 2. CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS .............................................................................................. ............................................................................................ 2.2. .1 Sensores de posicionamento e velocidade .............................................................................. 2-2 2.2.3 2.2 .3 Aspectos térmicos ................................................................................. .................................................................................................................... ................................... 2-8

DESCRIÇÃO DO SERVOC SE RVOCONVERSOR ONVERSOR

3.1 CONSTITUIÇÃO CONSTITUIÇÃO BÁSICA DO CONTROLADO CONTROLADOR R ELETRÔNICO ....................................................... 3-1 3.1.1 3.1 .1 Microcontr Microcontrolador olador ...................................................................................... ........................................................................................................................ .................................. 3-1 3.1.2 3.1 .2 Memórias (Eprom - EEprom - RAM) ...................................................................................... .......................................................................................... 3-2 3.1.3 3.1 .3 Sistema de Entrada e Saída de Dados .................................................................................. ...................................................................................... 3-3 3.2 ESTÁGIO DE POTÊNCIA DO SERVOCONVERSOR ......................................................................... 3-4 3.2.1 3.2 .1 Modulação por largura de pulsos - PWM ............................................................................... 3-4 3.2.22 Transistor 3.2. Transistor IGBT ( Insulated Insulated Gate Bipolar Transistor   ) ............................................................... 3-7 3.2.3 3.2 .3 Servoacionam Servoacionamentos entos trifás trifásicos icos ............................................................................................... ................................................................................................... 3-8

MODELAMENTO MATEMÁTICO E CONTROLE DO SERVOMOTOR

4.1 MODELO VETORIAL DO SERVOMOTOR........................................................................................ ............................................................................................ 4-1 4.2 EQUAÇÃO MECÂNICA MECÂNICA DO ROTOR ROTOR ................................................................................................. ..................................................................................................... 4-3 4.3 SISTEMAS DE CONTROLE .............................................................................................. ................................................................................................................ .................. 4-4

NOÇÕES FUNDAMENTAIS FUNDAMENTAIS E DIMENSIONAMENTO DO SERVOACIONAMENTO

5.1 DEFINIÇÕES ...................................................................................... ........................................................................................................................................ .................................................. 5-1 5.2 Torque .......................................................................................... ............................................................................................................................................ .................................................. 5-1 5.3 VELOCIDADE DE ROTAÇÃO ROTAÇÃO ............................................................................................ .............................................................................................................. .................. 5-1 5.4 POTÊNCIA.......................................................................................... ............................................................................................................................................ .................................................. 5-2 5.5 INÉRCIA ............................................................................................. ............................................................................................................................................... .................................................. 5-2 5.7.1 5.7 .1 Consideraçõ Considerações es básicas .......................................................................................... ............................................................................................................. ................... 5-4 5.7.2 5.7 .2 Transmissões mecânicas ........................................................................................ .......................................................................................................... .................. 5-5 5.7.3 5.7 .3 Dinâmica das transmissões transmissõe s mecânicas .................................................................................. 5-8 5.7.3.1 5.7 .3.1 Movimento uniforme ............................................................................................. ............................................................................................................... .................. 5-9 5.7.3. 5.7 .3.22 Movimento acelerado .......................................................................................... ............................................................................................................5 ..................5-1 -111 5.7.3.3 Movimento de desaceleração ..............................................................................................5-17

 APLICAÇÕES  APLICA ÇÕES TÍPICAS PARA PARA SERVOACIONAMENTOS SERVOACIONAMENTOS

6.1 TORNO DE SUPERFÍCIE / LAMINADOR DESFOLHADOR .............................................................. 6-2 6.2 SISTEMAS DE TRANSPORTE .......................................................................................... ............................................................................................................ .................. 6-3 6.3 TREFILAS .......................................................................................... ............................................................................................................................................. ................................................... 6-4 6.4 MISTURADORES ............................................................................................... ................................................................................................................................. .................................. 6-4 6.5 BOBINADORES / DESBOBINADORES ........................................................................................... ............................................................................................... 6-4 6.6 ALIMENTAÇÃO ALIMENTAÇÃO DE TIRAS EM PRENSAS ...................................................................................... ......................................................................................... ... 6-5 6.7 FRESAGEM ....................................................................................... .......................................................................................................................................... ................................................... 6-6 6.8 SISTEMAS DE DOSAGEM ................................................................................................ .................................................................................................................. .................. 6-7

INSTALAÇÃO DE SERVOACIONAMENTOS

8.1 INST I NSTALAÇÃO ALAÇÃO MECÂNICA ................................................................................. ....................................................................................................................7-2 ...................................7-2 8.1.1 8.1 .1 Ambiente Ambien te.......................................................................................................................................7-2 .......................................................................................................................................7-2 8.1.2 8.1 .2 Posicionamen Posicionamento to e fixação fixa ção ....................................................................................... ..........................................................................................................7-3 ...................7-3 8.2 8.2 INSTALAÇÃO .................................................................................................................... .................................................................................. .................................. 8.2. .1 ConexõesELÉTRICA de Potência ............................................................................................................... ............................................................................................. .................. 7-4 7-4 8.2.2 Conexões de Sinal e Controle ...................................................................................................7-7 8.2.3 8.2 .3 Reatância de rede ................................................................................... ..................................................................................................................... .................................. 7-8

0

 

Indice

0

PARÂMETROS DO SERVOACIONAMENTOS

9.2 PARÂMETROS DE REGULAÇÃO................................................................................................. ....................................................................................................... ...... 8-3 9.3 PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO CONFIGURAÇÃO .......................................................................................... ................................................................................................ ...... 8-3 9.4 PARÂMETROS DE SERVOMOTOR.............................................................................................. .................................................................................................... ...... 88-66 9.5 PARÂMETROS DAS DAS FUNÇÕES ESPECIAIS ..................................................................................... 8-7 9.6 EXEMPLOS DE PARAMETRIZ PARAMETRIZAÇÃO AÇÃO........................................................................................... ................................................................................................. ...... 88-88

PARÂMETROS DA PLACA PL ACA POSICIONADORA  10.11 PARÂMETROS 10. P ARÂMETROS DE ............................................................................................................ ....................................................................................... ..................... 10.2 PARÂMETROS DE LEITURA REGULAÇÃ REGULAÇÃO O ............................................................................................... ..................................................................................................... ...... 9-1 10.3 PARÂMETROS DE CONFIGURAÇÃO ........................................................................................ .............................................................................................. ...... 9-2 10.4 PARÂMETROS PARÂMETROS DAS FUNÇÕES ESPECIAIS ................................................................................... 9-2 10.5.1 Contatos e bobinas ............................................................................................ .................................................................................................................. ...................... 9-3 10.5.2 STS e RTS ........................................................................................... ................................................................................................................................. ...................................... 9-3 10.5.3 NTS e PTS ........................................................................................... ................................................................................................................................. ...................................... 99-44 10.5.4 Contador ............................................................................................. ................................................................................................................................... ...................................... 99-44 10.5.5 Seguidor .............................................................................................. .................................................................................................................................... ...................................... 9-5 10.5.6 Busca do Zero .................................................................................... .......................................................................................................................... ...................................... 9-5 10.5.7 Em Velocidade .................................................................................... .......................................................................................................................... ...................................... 99-66 10.5.8 Em Posicionamen Posicionamento to........................................................................................... ................................................................................................................. ...................... 9-7 10.5.9 Trajetória Trapezoidal........................................................................................ .............................................................................................................. ...................... 9-7 10.5.10 Trajetória em Curva S ...................................................................................... ............................................................................................................ ...................... 9-9 10.5.111 Jog ..................................................................................... 10.5.1 ...........................................................................................................................................9 ......................................................9-1 -100 10.5.12 Stop .........................................................................................................................................9-1 .........................................................................................................................................9 -100 10.5.13 TEMPORIZADOR TEMPORIZA DOR .................................................................................... ......................................................................................................................... .....................................9-1 9-111

LINHA DE SERVOACIONAMENTOS  ANEXO 1 - CÁLCULO CÁLCULO DO DO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA 

1. MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS SIMPLES SIM PLES .............................................................................. 111-11 2. TEOREMA DOS EIXOS PARALELOS..................................................................................................11-3 PARALELOS ..................................................................................................11-3 3. MOMENTO MO MENTO DE INÉRCIA DE FORMAS COMPOSTAS....................................................................... .......................................................................11 11-3 -3 4. MOMENTO DE INÉRCIA DE CORPOS QUE SE MOVEM LINEARMENTE LINE ARMENTE ......................................11-4 5. TRANSMISSÃO TR ANSMISSÃO MECÂNICA M ECÂNICA ........................................................................................... ................................................................................................................11-4 .....................11-4 6. EXEMPLOS DE CÁLCULOS DE MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA............................................11-4 MASSA............................................11-4

 ANEXO 2 - CHECK-LIST CHECK-LIST PARA DETALHAMENTO DETALHAMENTO DA DA APLICAÇÃO APLICAÇÃO

FOLHA DE DADOS PARA DIMENSIONAMENTO - SERVOACIONAMENTOS ....................................12-1

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

 

Introdução

INTRODUÇÃO Servoacionamentos Servoacionament os são sistemas eletromecânicos de controle de precisão. Eles encontram aplicações em diferentes campos da indústria como, por exemplo:     



      

Máquinas-ferramenta a comando numérico Sistemas de posicionamento Linhas de transporte Robôs industriais Sistemas flexíveis de manufatura.

Servomotores são os motores utilizados nos servoacionamentos. Os circuitos de alimentação dos servomotores encontram-se em uma unidade chamada servoconversor.  Assim:  

Servoacionamento Servoac ionamento = servomotor + servoc servoconversor. onversor.

Uma primeira característica necessária para a escolha de um motor para tal função relaciona-se com a facilidade e simplicidade de atuação no torque da máquina. Neste ponto, vale ressaltar a importância do torque nos acionamentos eletromecânicos. Ele é a única grandeza comum aosao mundos elétr icos eJá mecânico mecânicos s e, portanto, a variável de interface. Tensões e correntes, pertencem mundoelétricos elétrico. velocidades e posições são grandezas mecânicas (figura 1.1). por exemplo,

Figura 1. 1.1: 1: A importância do torque nos acionamentos eletromecânicos

 Antes do advento dos dispositivos semicondutores semicond utores de potência com capacidade capacidad e de condução e bloqueio, como o IGBT, dos materiais magnéticos de elevado magnetismo remanente e força coercitiva, como o Nd-Fe-B ou o Sm-Co, e dos microprocessadores de baixo custo, ocorridos nas últimas décadas do século XX, os motores de corrente contínua (CC) ocupavam o maior espaço das aplicações em servoacionamentos, pois eram os motores que permitiam o controle do torque com mais facilidade e precisão. Nesta apostila, apos tila, será visto que os Motores Síncronos de Ímã Permanente (MSIP), acionados por circuitos de eletrônica de potência e controlados por microprocessadores digitais, representam o estado da arte dos servoacionamentos. Serão apresentadas informações sobre a construção dos motores, sobre ímãs e sensores, circuitos magnéticos e de eletrônica de potência, microprocessadores, microprocessadores, técnicas de controle e aplicações típicas. Guia de Aplicação Servoacionamento | 1-1

1

 

Introdução Os servomotores CC serão inicialmente apresentados apenas como ponto de referência ou paradigma para o estudo dos modernos servomot ser vomotores ores WEG.

1.11 SERVOMOTORES DE CORRENTE CONTÍNUA  1. 1

O torque nas máquinas de corrente contínua é dado pela relação:  T = k1 . φ . ia onde:  T = k1 = φ  = ia =

 

(1.1)

torque; constante que depende das característ características icas construtivas da máquina; fluxo magnético; e corrente de armadura.

Mantendo-se φ constante, o torque pode ser diretamente modificado pela corrente. Por sua vez, a corrente é dada por: va = Ra . ia + La . (d i a / dt) + e a

 

(1.2)

onde: vRa   = tensão de armadura; a = resistência de armadura; La  = indutância de armadura; e a força contra eletromotriz é dada por: ea = k 2 . φ . n

 

(1.3)

onde: n = representa a velocidad velocidadee no eixo da máquina; k 2  = constante que depende das características características construtiv construtivas as da máquina.  As Eqs. (1. (1.1) 1),, (1.2) (1.2) e (1.3) (1.3) levam ao circuito equivalente equi valente apresentado aprese ntado na figura 1.2.

Figura 1.2: Circuito equivalente do motor de corrente contínua

 A potência elétrica elétric a convertida convertid a em potência mecânica me cânica pode po de ser determinada deter minada por: pe = ea . ia = k 2 . φ . n . ia

 

(1.4)

O torque está relacionado com a potência por:  T = pe / n

 

1-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

(1.5)

 

Introdução Logo,  T = k 2 . φ . ia

 

(1.6)

Comparando-se Compara ndo-se as Eqs. (1.1) 1) e (1.6) (1.6) constata-se que: k 1 = k 2

 

1

(1.7)

desde que se trabalhe com um sistema coerente de unidades, como o MKS, o sistema internacional internaciona l de unidades (SI). Da Eq. (1.2) verifica-se que a corrente de armadura (torque) da máquina CC pode ser modificada pela tensão de armadura. Para contornar o efeito da força contra eletromotriz (e a) e melhor controlar o desempenho da máquina pode-se empregar uma malha de controle de corrente. Este aspecto será discutido com mais detalhe no Cap. 4, quando as técnicas de controle dos servoacionamentos servoacionamentos forem estudadas.  A diminuição do fluxo magnético φ, mantidas as condições de tensão e corrente nominais, nominais, permite a operação do motor com velocidade superior à nominal, mas com redução de torque. Isto pode ser concluído da observação das equações e quações (1 (1..1) e (1.3) (1.3) com uma redução reduç ão de φ para ea e i a constantes. Este modo de operação é conhecido como “enfraquecimento de campo” ou como região de “potência disponível constante” (e a . ia = constante).

1.2 SERVOMOTORES DE CORRENTE ALTERNADA   A máquina máq uina bifásica b ifásica de corrente alternada a lternada também foi empregada em pregada como servomotor. s ervomotor. Nesta máquina, uma das d as fases é alimentada com tensão alternada de freqüência e amplitude constante e a outra fase recebe uma tensão de mesma freqüência, mas defasada de 900 elétricos e amplitude ajustável. Estes servomotores apresentam uma precisão menor que a dos servomotores CC.  Atualmente, com os IGBT’s IGBT’s e ímãs de Nd-Fe-B, as Máquinas Síncronas trifásicas de Ímã Permanente (MSIP) são a melhor opção de servomotor servomotores es e sobre estas máquinas versará este guia.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 1-3

 

Introdução

1

1-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servomotor

DESCRIÇÃO DO SERVOMOTOR 2.1 SERVOMOTOR DE CORRENTE AL A LTERNADA SÍNCRONO Com a disponibilidade de materiais magnéticos com elevado magnetismo remanente (superior a 1T) e altas forças coercitivas (da ordem de 7000 A/cm), como o Sm-Co ou o Nd-Fe-B, os Motores Síncronos de Ímã Permanente (MSIP) se tornaram tornaram uma opção atrativa para servom servomotores otores de potência potência inferior a 10kW. 10kW. Estes materiais, baseados em terras-raras, requerem menos volume para a construção dos motores e praticamente não ser desmagnetizados acidentalmente de curto. Estes motores apresentam uma podem razão Potência/Volume superior a de motorespor CCelevadas e mesmocorrentes a de motores de indução, que dependem de correntes no rotor para a produção de torque.  A figura 2. 2.11 mostra a secção de um motor MSIP MSIP.. Os ímãs podem ser considerad considerados os parte do entreferro uma vez que apresentam alta resistividade elétrica e permeabilidade magnética praticamente igual a do ar, um fato surpreendente. Esta característica implica em uma pequena reatância síncrona, o que minimiza a reação de armadura. Na figura também está indicado que o estator possui “skew”. Este termo técnico pode ser traduzido por inclinação e significa alinhar o início de uma ranhura com o fim da seguinte na outra extremidade do eixo, ou, alternadamente, inclinar a linha dos ímãs de um passo de ranhura. O objetivo é minimizar o torque de relutância, existente na máquina, e que produz um movimento aos solavancos, conhecido como “cogging”.

Figura 2.1 2.1:: Secção de um Motor Síncrono de Ímã Permanente (MSIP)

O motor da figura 2.1 2.1 apresenta perfeita per feita simetria em relação aos pólos Norte e Sul. Para efeitos de enfraquecimento de campo no MSIP, assunto que será abordado no item 4.1, pode ser conveniente criar uma diferença entre as direções Norte e Sul. A figura 2.2, 2.2, mostra algumas configurações configuraçõe s possíveis de máquinas síncronas de ímã permanente com rotores ditos anisotrópicos.

Figura 2.2: Rotores anisotrópicos

Guia de Aplicação Servoacionamento | 2-1

2

 

Descrição do Servomotor Os servomotores apresentados apresentad os anteriormente possuem uma distribuição espacial espac ial senoidal do fluxo de entreferro. entreferro. Os servomotores WEG empregam esta tecnologia e são todos 8 pólos. Existe um grupo de servomotores de ímã permanente com distribuição trapezoidal do fluxo de entreferro. Estas máquinas são menos precisas precis as que as MSIP e não serão consideradas considerada s neste guia. Na literatura técnica, elas são também chamadas de Máquinas de Corrente Contínua Sem Escovas (“Brushless DC Machines”).

2.2 CARACTERÍSTICAS CONSTRUTIVAS 2.2.1 Sensores de posicionamento e velocidade 2

Os servoconversores necessitam de informações de posição e/ou velocidade para o controle dos servomotores. Estas informações podem ser estimadas ou medidas. Nas aplicações de maior precisão, impõe-se o emprego de medição por meio de sensores. Os principais tipos serão descritos a seguir:  



Encoders

Os chamados “encoders” podem ser de dois tipos: incrementais ou absolutos. A figura 2.3 ilustra estas duas possibilidades.

Figura 2.3: (  (a) a) Encoder incrementa incrementall (b) Encoder absoluto

O “encoder” incremental apresenta construção mais simples. São gerados pulsos (A e B na figura 2.3a) oriundos de duas marcações radiais, igualmente igualmente espaçadas, que permitem a detecção da posição, pela contagem dos pulsos, e do sentido de rotação, pelo defasamento das faixas A e B. Uma marca de zero, localizada em uma terceira circunferência, fornece a indicação do término de uma volta e do início da contagem.

2-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servomotor No “encoder” absoluto, cada posição do disco corresponderá a uma combinação de sinais (A1, A2, ...A6 na figura 2.3b), em geral fornecidos por sensores óticos ou magnéticos que percebem a passagem pelas marcas do disco. É preferível empregar uma codificação tal que só ocorra a mudança de um “bit” a cada alteração de posicionamento, como o código Gray. Isto evita ambigüidades, facilitando a detecção de erros. Por ocasião de uma perda de energia ou desligamento, desligamento, o sensor incremental necessita da passagem pela marca de zero para reiniciar sua contagem após o religamento. Já o sensor absoluto pode disponibilizar a informação da posição logo que energizado. Há dispositivos comercializados que chegam a ter resolução superior a 10 “bits”. A informação da velocidade pode facilmente ser obtida a partir da derivada da informação da posição, programada digitalmente. 

 

 Tacogerado  T acogeradores res

Os tacogeradores são geradores CC de ímã permanente ou geradores síncronos CA, também de campo produzido por imãs, conhecidos como alternadores alternadores.. Os tacogeradores CC apresentam uma tensão proporcional à velocidade, positiva ou negativa, dependendo depe ndendo do sentido de rotação e, como toda máquina CC, trabalham com escovas. Os alternadores não necessitam de escovas, o que representa uma vantagem. Em geral, a tensão de saída é retificada por uma ponte de diodos, o que faz com que a tensão retificada tenha sempre o mesmo sinal, independentemente do sentido de rotação. 

 

Resolvers

Os “resolvers” são transformadores de alta freqüência (5 a 10kHz) conforme sugere a figura 2.4. O primário está situado no rotor e existem dois secundários em e m quadratura no estator. estator. As amplitudes e fases das tensões induzidas nos secundários são função posição do rotor.alUm circuito condicionador processa as tensões induzidas nos secundários fornecendo umada tensão proporcional proporcion à posição.

Figura 2.4: Resolver 

Os sincro transformadores, empregados em tradicionais malhas de controle, podem ser vistos como “resolvers” alimentados em 60Hz.

2.2.2 CIRCUITO MAGNÉTICO Os modernos servomotores são construídos com ímãs de terras-raras. Assim, para o melhor entendimento do seu funcionamento, a seguir será apresentado um resumo das principais relações para a resolução de circuitos magnéticos com ímãs. 

 

Ímãs

Nos meios e materiais não magnéticos, magnétic os, o vetor intensidade intensidade de campo ca mpo magnético (H) e o vetor densidade de fluxo magnético (B) estão relacionados pela equação B = µ . H, onde:

 

(2.1) Guia de Aplicação Servoacionamento | 2-3

2

 

Descrição do Servomotor µ = permea permeabilidade bilidade magnética do meio. Para o ar, µ = µ0 = 4π 10-7 10-7 H/m  A intensidade de campo magnético (H) está relacionada com a corrente total enlaçada em uma trajetória fechada pela lei de Ampère: ∫ H . dl = ∑ i

2

 

(2.2)

Para o circuito ilustrado na figura 2.5, a aplicação desta lei leva a: H1 l1 + Hg lg = N1 i1

Figura 2.5: Ilustração da lei da Ampère e da lei de Faraday 

Já a densidade de fluxo magnético (B) está relacionada com a tensão (v) pela lei de Faraday v = - N1 . (dφ / dt),

 

(2.3)

onde: φ 

= ∫ B . dA é o fluxo magnético que atravessa a área A.

No interior dos materiais magnéticos, a relação entre B e H é não-linear. As curvas B x H, como a apresentada na figura 2.6, ensinam as principais propriedades destes materiais:  



 



 



   

 

Existe uma densidade de fluxo magnético de saturação (BSAT). O aumento de H, produzido por um aumento de corrente de excitação, não corresponde a um aumento significativo de B, quando se opera próximo da saturação;  Ao se retirar a corrente de excitação (H = 0), o material ainda guarda uma densidad densidadee de fluxo magnético (BR). Isto é um ímã. A polaridade deste fluxo remanente funciona como uma memória, indicando qual o sentido da última corrente aplicada. Esta propriedade foi usada para a construção das memórias de ferrita de computadores;  A força coercitiva (HC) indica a corrente que deve ser aplicada para desmagnetizar desm agnetizar um material (ou seja, levar B a zero). Quanto maior for HC, mais difícil é a perda do magnetismo remanente de um ímã; BR e HC são conseqüência do laço de histerese característico do material.  Variações em torno de um ponto de operaçã operaçãoo da curva B x H seguem um pequeno laço de histerese. Quando a curva de histerese se apresenta como uma linha reta, estes laços deixam de existir, o que significa a manutenção das propriedades magnéticas do ímã.

2-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servomotor

2

Figura 2.6: Curvas B x H de um material magnético

O segundo quadrante das curvas B x H dos principais materiais magnéticos empregados na fabricação de ímãs estão dadas na figura 2.7. 2.7.

Figura 2.7: Curvas B x H dos principais ímãs

Observamos que o Alnico (Alumínio-Níquel-Cobalto), fabricado a partir de 1945, possui elevado magnetismo remanente mas é pouco resistente à desmagnetização. A Ferrita, datada de 1950, apresenta valores médios de BR e HC. Já o Sm-Co (Samário-Cobalto, (Samário-Cob alto, 1975 1975)) e o Nd-Fe-B (Neodímio-Ferro-Boro, (Neodímio- Ferro-Boro, 1983) além de apresentarem elevado magnetismo remanente e elevada força coercitiva, possuem uma curva B x H linear. Esta característica linear significa que não ocorrerá perda de densidade de fluxo magnético magnético caso o sistema seja submetido a uma variação cíclica de H. Estes materiais são chamados de materiais ferromagnéticos duros. Materiais ferromagnéticos com um estreito laço de histerese são chamados de moles e servem ser vem para a construção de circuit circuitos os magnéticos, mas não são adequados para a produção de ímãs. Os materiais ferromagnéticos ferromagnéticos moles são produzidos na forma de lâminas de espessura inferior a 1mm para minimizar as perdas por corrente parasita em transformadores e motores elétricos.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 2-5

 

Descrição do Servomotor  



Continuidade do Fluxo Magnético

 As linhas de fluxo que penetram em uma superfície fechada também devem sair desta superfície. super fície. Não existe uma fonte ou um sumidouro de fluxo magnético. Por exemplo, no circuito da figura 2.8, pode-se escrever: φ1

+ φ2 = φ3 ou B1 . A 1 + B2 . A 2 = B3 . A 3

2

Figura 2.8: Continuidade do fluxo em circuitos magnéticos

Este fato é uma conseqüência das linhas de fluxo formarem sempre caminhos fechados.  



Relutância

 A aplicação da lei de Ampère e a propriedade da continuidade do fluxo podem ser combinada combinadass para a introdução do conceito de relutância, que facilita muito a solução de circuitos magnéticos. O produto Hk.lk pode ser reescrito como: Hk  . lk  = Hk  . (µ . A k ) [lk  /(µ . A k )] = (µ . Hk ) . A k  . [Ik  /(µ . A k )] = (Bk  . A k ) [lk  /(µ . A k )] = φk  [lk  /(µ . A k )] Chama-se de relutância do trecho ‘k’ a relação: Rk  = [lk  / (µ . A k )]

 

(2.4)

 A relutância depende d epende das d as dimensões dimensõe s do material e de d e sua permeabilidad perm eabilidadee magnética. Para um caminho fechado, pode-se então escrever a lei de Ampère, apresentada na equação (2.2), como: ∑ Rk  . φk   = ∑ i

 

(2.5)

Seja, por exemplo, o circuito magnético da figura 2.9 onde estão indicados os fluxos e as relutâncias de cada trecho.

2-6 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servomotor

2 Figura 2.9: Circuito magnético

Percorrendo o circuito magnético pelo caminho I, pode-se escrever: N1 . i1 + N3 . i3  = R1 . φ1 + R3 . φ3

 

(2.6)

 

(2.7)

O caminho II leva a: N2 . i2 + N3 . i3 = R2 . φ2 + R3 . φ3 Por outro lado: φ3 = φ1 + φ2

 

(2.8)

Conhecidos os valores de i1, i2 e i3 , as equações acima poderiam ser resolvidas para obter φ1 , φ2 e φ3.  Tudo se passa como se tratasse do circuito elétrico resistivo apresentado na figura 2.  Tudo 2.10 10,, estabelecidas as seguintes analogias: CIR CI RCU CUIT ITO O MA MAGN GNÉT ÉTIC ICO O Ni φ

R µ

CIRC CI RCUI UITO TO EL ELÉT ÉTR RIC ICO O V  I R 1/ φ

Figura 2.10: Circuito resistivo equivalente

Onde, Ni é chamada força magnetomotriz e a sua polaridade depende do sentido do enlaçamento da corrente. Por exemplo, exe mplo, na figura fig ura 2.11, 2.11, i1 produz uma força magnetomotriz positiva para o estabelecimento de φ e i2 uma força magnetomotriz negativa. O polegar da mão direita, quando os demais dedos fecharem-se fecharem-s e contra a palma da mäo acompanhando a corrente nos condutores, indica o sentido do fluxo para uma força magnetomotriz positiva. Guia de Aplicação Servoacionamento | 2-7

 

Descrição do Servomotor

2

Figura 2.11: Sentido da força magnetomotriz 

2.2.3 2.2 .3 Aspectos térmicos  A curva B x H de um ímã depende da temperatura, podendo até ocorrer perdas de magnetismo remanente a partir de uma determinada temperatura, conhecida como temperatura de Curie. Para os servomotores, a temperatura absoluta de 150 °C pode ser tomada como um valor máximo que não deve ser ultrapassado por medida de segurança. Neste particular, os ímãs de Nd-Fe-B são mais sensíveis que os de Sm-Co. No entanto, o Samário (Sm) encontra-se disponível em poucos lugares do mundo, o que torna os ímãs de Sm-Co bem mais caros que os imãs de Nd-Fe-B. É interessante destacar desta car que o Brasil possui jazidas ja zidas tanto de Sm quanto de Nd. Infelizmente, não dominamos o processo metalúrgico de produção industrial de ímãs de terras raras.  As res resis istên tênci cias as el elétr étric icas as ta tamb mbém ém var varia iam m co com m a tem tempe perat ratura ura,, afe afeta tand ndoo co com m is isto to as ca cara racte cterírísti stica cass do servomotor. Na prática, existe uma gama de efeitos térmicos que devem ser considerados, considerado s, além dos relativos aos parâmetros do motor. Por exemplo, o calor transferido pelo eixo da máquina pode afetar um mecanismo de posicionamento de precisão.

2-8 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servoconversor

DESCRIÇÃO DO SERVOC SE RVOCONVERSOR ONVERSOR 3.1 CONSTITUIÇÃO BÁSICA DO CONTROLADOR ELETRÔNICO 3.1.11 Microcontrolador 3.1. Microcon trolador O controle de equipamentos para acionamentos industriais é comumente realizado por intermédio de um microprocessador embarcado no produto, o qual carrega um programa armazenado composto de algoritmos dedicados a plicaçãodeem aplicação questão. Muitas vezes um único processador além das funções de de controle, também asà funções diálogo com o operador e comunicações comacumula, outros dispositivos, através redes industriais (também (també m conhecidas como barramentos de campo). Para que seja possível integrar em software as sofisticadas técnicas de controle utilizadas atualmente no acionamento de máquinas elétricas, juntamente com outros módulos de programas programa s que assegurem conectividade conec tividade em rede e interface amigável am igável com o operador, tudo isso a custo competitivo, competitivo, é necessário escolher adequadamente o processador a ser utilizado. O tipo de microprocessador que melhor se presta a esta categoria de aplicações costuma ser aquele que integra na mesma pastilha de silício, além da unidade central de processamento (CPU), também circuitos de memória e uma diversidade de circuit circuitos os auxiliares (periféricos) dedicados a funções de entrada e saída (E/S) específicas, tais como conversão analógico-digital (A/D) e saídas digitais moduladas por largura de pulso (PWM). Tal tipo de processador é usualmente chamado de microcontrolador. Com relação à arquitetura interna da CPU, os microcontroladores atualmente disponíveis no mercado podem ser classificados em três grupos principais:       

os que possuem arquitetura de Von Neuman; de Harvard; os de arquitetura RISC (arquitetura utilizada pelo servoconversor WEG SCA-05).

Devido à simplicidade simplicid ade dos seus circuitos internos, os microcontroladores microcontrolad ores com CPU do tipo RISC tendem a operar com maior eficiência (menor consumo de energia) com freqüências de clock mais elevadas. Também Também por este motivo, é possível integrar quantidades muito maiores de memória junto com a CPU e os circuitos periféricos na pastilha de silício (chip) que constitui o microcontrolador. Com isso torna-se viável a incorporação de novas facilidades ao software de controle do produto, com menor impacto nos custos de produção. Outra importante diferença encontrada entre famílias distintas de microcontroladores reside no comprimento de palavra nativo da CPU, que normalmente vai de 8 a 32 bits. De um modo geral, os microcontroladores com palavras maiores são mais eficientes na execução de algoritmos matemáticos, como por exemplo os que costumam ser empregados empre gados para o acionamento de máquinas elétricas. elétrica s. Isto pode acabar se refletindo na precisão e no desempenho dinâmico dos controles efetuados pelo microcontrolador. Em aplicações típicas de controle digital, a execução dos algoritmos de controle precisa ocorrer a intervalos de tempo regulares. No caso particular do controle de dispositivos eletromecânicos, é comum que estes intervalos de tempo sejam muito reduzidos, da ordem de 10-4s, além de não serem toleráveis grandes variações variaç ões nos mesmos. Estes aspectos caracterizam o software soft ware a ser utilizado neste caso como sendo programas de tempo real crítico. Em programas assim, a sincronização da execução dos algoritmos de controle é freqüentemente obtida através de mecanismos de interrupções produzidas por circuitos temporizadores internos ao microcontrolador. Interrupção é um mecanismo de hardware disponível na maioria dos microprocessadores, cuja finalidade é desencadear a execução de uma rotina de software em reposta a um evento ocorrido em circuitos internos ou externos à CPU.  As interrupções internas podem ser causadas por determinadas condições de erro (as quais costuma-se denominar “exceções”), “exceções ”), resultantes resultantes da execução de certas operações, ou ainda pela execução de instruções específicas para essa finalidade (as assim chamadas “interrupções de software”) soft ware”)..  As interrupções externas são usualmente disparad disparadas as por transiçõe transiçõess de nível lógico em determinados pinos do circuito internos integradoao(CI)CI.que contém a CPU, em determinados de registradores circuitos periféricos Ocorre porém queou atrasos inerentes aobits próprio sistema de associados interrupçõesa (também chamados latências) latências) e atrasos devidos à execução de determinadas operações podem prejudicar o desempenho do

Guia de Aplicação Servoacionamento | 3-1

3

 

Descrição do Servoconversor software em aplicações aplicaçõe s de tempo real crítico. Por isso o microcontrolador e o software devem ser cuidadosamente cuidadosame nte especificados para programas desse tipo e, mais uma vez, a arquitetura RISC com comprimento de palavra de 32 bits oferece vantagens para aplicações como essa. Em uma aplicação de controle de servoacionamento, o microcontrolador é responsável pelas seguintes tarefas de tempo real:  

 Aquisição de sinais de posição e velocidade para fins de controle, através de interfaces digitais para sensores

       

do tipo resolver ou encoders (geradores de pulsos); Execução do algoritmo de controle de velocidade ou posição;  Aquisição de sinais de corrente co rrente para fins de controle c ontrole e proteção (conversão (conversã o A/D); Execução do algoritmo de controle em coordenadas síncronas (d-q); Cálculo de valores de referência para modulação PWM das tensões produzidas pelo conversor (PWM senoidal ou modulação do vetor espacial).





3

 Algum as des  Algumas dessas sas tarefa tarefass são execut executadas adas por circui circuitos tos peri periféric féricos os esp específi ecíficos cos integ integrados rados no própr próprio io CI do microcontrolador, enquanto que outras são feitas por sub-rotinas ativadas por interrupção, que são chamadas rotinas de serviço de interrupção (RSI).

3.1.2 Memórias (Eprom - EEprom - RAM)  As instruções de um programa de controle, assim como os dados processados proces sados pelo mesmo, são armazenados arma zenados em circuitos de memória, que podem ser basicamente classificados em dois tipos: volátil e não-volátil. Numa aplicação onde o microcontrolador esteja embarcado embarca do em um equipamento, instruções de programa e parâmetros invariantes são normalmente armazenados em memória não-volátil, enquanto os dados (cujos valores podem variar durante a execução do programa) residem em memória do tipo volátil. O conteúdo da memória volátil é perdido quando o suprimento suprime nto de energia é desligado, enquanto a memória não volátil retém seu conteúdo mesmo na ausência de alimentação. Historicamente, circuitos de memória não-volátil foram denominados Read-Only Memory (ROM), enquanto a memória volátil foi batizada de Random-Access Memory  (RAM).  (RAM). A sigla RAM pretende sugerir que uma célula qualquer de um bloco de memória possa ser acessada aleatoriamente, praticamente praticamente sem variação no tempo de acesso. Na verdade, essa característica se aplica também às memórias do tipo ROM. Porém, no passado era comum a utilização de outros tipos de dispositivo de armazenamento de dados cuja forma de acesso não era aleatória e sim seqüencial (e.g. fita magnética). A denominação RAM surgiu então com o propósito de enfatizar a diferença de forma de acesso com relação a estes dispositivos seqüenciais, tendo perdurado até hoje. Nos circuitos de memória ROM originais, o conteúdo armazenado era definido no momento da fabricação do CI, não podendo ser alterado posteriormente. Com o desenvolvimento da tecnologia, foram surgindo outros tipos de memória ROM, quejá podiam serdas programadas atéconhecidas mesmo reprogramadas após aenquanto fabricação. isso, as memórias fabricadas programa programadas passaram aeser como mask ROM, enquant o os Com demais tipos de memória foram assim denominadas denominadas::  



 



PROM ( programmable   programmable  ROM) ou OTP-ROM OTP-ROM (One-Time (One-Time Programmable ROM): Programmable ROM): memórias programáveis apenas ape nas uma vez, pelo próprio usuário; EPROM (Erasable (Erasable and Programmable ROM): Programmable ROM): memórias reprogramáveis, cujo conteúdo pode ser apagado por meios diversos antes de uma nova programação.

 As primeiras memórias EPROM eram apagáveis somente por meio de exposição à luz ultravioleta. ultravioleta. Posteriormente foram desenvolvidas memórias EPROM cujo apagamento e reprogramação podem ser feitos eletricamente, por meio da aplicação de níveis de tensão diferentes diferentes das tensões normais de operação. Memórias desse tipo ficaram conhecidas como EEPROM ou E2PROM (Electrically Erasable and Programmable ROM). Contudo, a reprogramação desse tipo de memória requer que o CI que as contém seja removido do circuito de aplicação e colocado em um dispositivo programador programador específico.  Tecnologias  Tecnologi as desenvol desenvolvidas vidas mais recenteme recentemente nte permitem que memória memóriass EPROM sejam reprograma reprogramadas das sem que seja necessário removê-las do circuito de aplicação, mediante aplicação das próprias tensões normais de operação. Memórias desse tipo são conhecidas como FLASH-EPROM ou simplesmente memórias FLASH.

3-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servoconversor Com relação às memórias RAM há também diferentes tecnologias, que são porém classificadas em apenas dois grupos distintos: distintos: as memórias RAM R AM dinâmicas e as estáticas. A diferença básica entre os dois tipos está ligado ao tempo de retenção do conteúdo. Nas memórias estáticas o conteúdo se mantém enquanto o circuito estiver energizado, enquanto nas dinâmicas o conteúdo se perde após algum tempo, mesmo que a alimentação seja mantida. As memórias dinâmicas exigem então uma constante atualização do conteúdo (o assim chamado  refresh),), que precisa ser executada por um circuito auxiliar.  refresh  As memóri memórias as dinâmic dinâmicas as costumavam ser assoc associadas iadas a custos de produção mais baixos, mas ultimame ultimamente nte as memórias estáticas vêm sendo utilizadas a custos competitivos. Independentemente do tipo de memória empregado, um parâmetro parâmetro importante para o desempenho do sistema de processamento é o tempo de acesso à memória. Para obter máximo desempenho des empenho do processador, proces sador, é importa importante nte que a memória utilizada tenha tempos de acesso compatíveis com as temporizações dos sinais gerados pela CPU para controle do acesso à memória. Caso contrário precisam ser inseridos estados de espera (wait states) durante os acessos, o que degrada o desempenho na execução dos programas. A situação ideal é que a memória utilizada possa ser acessada sem estados de espera, sendo as memórias que atendem a estas especificações comumente denominadas “ zero wait state” state”.

3.1.3 Sistema de Entrada e Saída de Dados Os circuitos de entrada e saída (E/S) (E /S) que costumam ser integrados nos CI’s de microcontroladores compreendem compreend em funções bastante diversificadas tais como:               

Entradas e saídas analógicas; Entradas e saídas digitais paralelas (controle de bits individuais); Comunicação serial síncrona e assíncrona assíncrona;; Entradas para contagem e captura de eventos; Interface para encoder incrementa incrementall de quadratura (gerador de pulsos); Saídas temporizadas temporizadas;; Saídas com modulação por largura de pulso (PWM).

No controle de servoacionamentos, os dispositivos de E/S que se associam mais diretamente aos circuitos eletrônicos de potência responsáveis pelo comando do servomotor são as entradas analógicas e as saídas PWM. Como características típicas típica s das entradas analógicas de microcontroladores microco ntroladores tem-se: resolução de 14 14 bits, tempos de conversão da ordem de 10-6s, disparo por software ou hardware, sincronizado ou não, diversos canais de entrada multiplexados multiplexado s e circuito de amostragem e retenção (sample (sample & hold ) integrado. Alguns microcontroladores permitem a aquisição simultânea de pares de sinais. Quanto às saídas PWM, são tipicamente disponíveis em quantidade suficiente para o comando de uma ou mais pontes inversoras trifásicas, sendo configuráveis quanto ao nível ativo dos sinais de saída, permitindo a geração de sinais complementares para as chaves semicondutoras de uma mesma fase, com tempo morto gerado automaticamente. É por meio das entradas analógicas que as correntes nas bobinas das fases do motor, depois de serem processadas por transdutores e circuitos de condicionamento de sinais, são convertidas em dados numéricos para serem utilizados como valores medidos nos algoritmos de d e controle realimentado de corrente. Como resultado dos cálculos desses algoritmos, os níveis de modulação das saídas PWM são variados em tempo real, a cada intervalo de amostragem do sistema de controle digital da corrente. A produção dos sinais de saída PWM é feita a partir de um contador/temporizador dedicado, ao qual são associados circuitos internos de comparação digital. Para a geração de sinais PWM trifásicos são necessários três registradores de comparação. O contador associado a eles deve operar em modo crescente/decrescente, isto é, a contagem vai de zero até um valor máximo, correspondente correspondente a metade do período de modulação, e retorna em seguida a zero com a mesma taxa de variação que na subida. Como resultado pode-se imaginar a variação do conteúdo do contador como um sinal triangular quantizado. quantiza do. Quando o valor da contagem (conteúdo do contador) ultrapassa então o valor valor armazenado armazenad o em um registrador de comparação, produz-se automaticamente uma mudança de estado nos pinos de saída correspondentes. Comparando-se então a operação do circuito gerador de PWM de um microcontrolador com o método tradicional de geração de PWM por comparação seno/triângulo (portadora (por tadora triangular e sinal modulante senoidal, como será visto no item 3.2.1), tem-se que o conteúdo do contador é análogo ao papel da portadora, enquanto que o papel do sinal modulante é desempenhado pela variação do valor armazenado no registrador de comparação comparação..

Guia de Aplicação Servoacionamento | 3-3

3

 

Descrição do Servoconversor 3.2 ESTÁGIO DE POTÊNCIA DO SERVOCONVERSOR 3.2.1 Modulação por largura de pulsos - PWM  



Noções Fundamen Fundamentais tais

Os conversores de eletrônica de potência operam com dispositivos semicondutores nos estados de saturação ou bloqueio. Procede-se deste modo para que as perdas nos dispositivos sejam extremamente reduzidas. Na

3

saturação, exemplo, a queda de tensão sobre de o semicondutor é baixa e, portanto, a potência dissipada também. Dapor mesma forma, no bloqueio, a corrente fuga, mesmo com tensões elevadas, é pequena e, mais uma vez, a potência dissipada também. As maiores perdas ocorrem nos instantes de chaveamento. c haveamento. Estes Estes circuitos são propriamente chamados chamado s de circuitos chaveados e pela natureza da sua operação introduzem harmônicos na geração de sinais contínuos ou alternados. Os servoconversores, ser voconversores, necessários no acionamento acioname nto de MSIP, MSIP, produzem sinais alternados de amplitude e freqüência variáveis a partir de fontes CC. Isto é possível com o emprego da chamada modulação modulaç ão por largura de pulsos (PWM). Para produzir uma tensão de saída senoidal com determinada amplitude e freqüência, um sinal senoidal de controle (v s) é comparado com uma onda triangular (v t) , conforme mostrado na figura 3.1(a). A freqüência da onda triangular, chamada de onda portadora, determina a freqüência de chaveamento.

Figura 3.1 3.1:: Geração de um sinal PWM a partir de uma referência senoidal e de uma onda portadora triangular (PWM seno-triângulo)

 A geração de um sinal chaveado com predominâ predominância ncia de uma componente de primeiro harmônico de freqüência f1 e amplitude V1 pode ser obtida a partir de uma tensão contínua Vd aplicando a seguinte lógica de operação ao circuito da figura 3.2: vs > v t , T A  fechada, TB aberta →  v AN = V d / 2 vs < v t , TB fechada, T A  aberta →  v AN = - V d / 2 O resultado desta operação op eração está indicado indic ado na figura 3.1(b) 3.1(b).. Em tracejado está indicada indica da a componente fundamental fundame ntal ou de primeiro harmônico.

3-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servoconversor

Figura 3.2: Circuito de potência CC-CA

3

Se f t e V t são a freqüência e a amplitude da onda triangular portadora e se f 1 e V 1 são a freqüência e a amplitude da onda de referência, define-se: razão de modulação de amplitude, ma = V 1 / V t ; razão de modulação de freqüência, mf  = f t / f 1 . Pode-se demonstrar que a amplitude da componente fundamental fundamenta l é proporcional a ma , para ma < 1 e com mf >> 1. A distribuição 1. d e harmônicos, de o btida obtida pela série sé riefreqüências de Fourier, segue a configuração configuraçã o mostrada na figura 3.3. As componentes harmônicas aparecem em torno das múltiplas de mf , segundo a relação relação: : h = j mf   ± k, j e k ∈ N,

 

(3.1)

onde: h=1 corresponde à freqüência fundamental; para j ímpar, k assume apenas valores pares; para j par, k assume valores ímpares.

Figura 3.3: Espectro harmônico do sinal da figura 3.1

Para que o sinal gerado só contenha harmônicos harmônic os ímpares, mf  deve ser escolhido escolhi do como um número ímpar ímpa r. Quanto maior for mf  , maior serão as freqüências das componentes harmônicas e, portanto, mais fácil será a filtragem destes sinais. sinai s. Por outro lado, valores elevados de m f  implicam em chaveamentos mais freqüentes (ocorrerão mais interseções entre o sinal senoidal e a onda triangular) e, com isto, maiores serão as perdas de chaveamento. 

 

Sobremodulação

Para valores de ma  > 1, 1, a operação entra em uma região onde a amplitude do primeiro harmônico não é mais linearmente proporcional ao valor de m a. Esta região é conhecida como região de sobremodulação. A figura 3.4 Guia de Aplicação Servoacionamento | 3-5

 

Descrição do Servoconversor apresenta um gráfico que retrata esta situação.

3 Figura 3.4: Amplitude do primeiro harmônico de um sinal PWM seno triângulo em função da razão de modulação de amplitude

 A situação si tuação extrema da sobremodul sobremodulação ação correspo corresponde nde a um sinal de saída onda quadrada como mostrado na figura 3.5.

Figura 3.5: Onda quadrada

 A amplitude am plitude do primeiro harmônico desta tensão vale (2/π) . Vd e a distribuiç distribuição ão dos d os harmônicos, obtida pela série de Fourier, está apresentada na figura 3.6.

Figura 3.6: Distribuição harmônica de onda quadrada

 



PWM Síncrono

Na figura 3.1 3.1, os sinais da onda o nda senoidal senoida l de referência (v s) e da onda triangular portadora (vt) estão sincronizados, ou seja, o período de v s é um múltiplo exato do período de v t . Esta situação de sincronismo é desejável para se obter um espectro fixo de componentes harmônicas e mandatória caso m f  seja pequeno (mf  < 21).

3-6 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Descrição do Servoconversor PWM Assíncrono



Quando mf é elevado (mf  > 21 21) as freqüências sub harmônicas harmônica s geradas pelo assincronismo assincroni smo são de pequeno valor e podem ser aceitas em muitos casos. No entanto, o PWM assíncrono será sempre inferior ao PWM síncrono. 

 

Outras formas de PWM

O PWM seno-triângulo apresentado nos itens anteriores é um dos mais empregados, no entanto, existem vários outros tipos de PWM, que serão apenas mencionados aqui:        

PWM seno-triângulo com injeção de terceiro harmônico PWM para eliminar determinadas freqüências harmônicas PWM vetorial, para minimizar o número de chaveamentos.

3.2.22 Transistor 3.2. Transistor IGBT ( Insulated Insulated Gate Bipolar Transistor   )

3

O IGBT é um dispositivo semicondutor de potência que combina a tecnologia MOSFET, para o controle da condução, com a tecnologia do transistor bipolar, para a parte de potência. Ganha-se, com isto, rapidez e baixo consumo no comando, como nos MOSFET, permitindo operações com freqüências da ordem de 20 kHz com tempos de condução (“turn-on”) e bloqueio (“turn-off”) (“turn- off”) próximos de 1µs. Paralelame Paralelamente, nte, as perdas na condução e a capacidade de condução de corrente são as de um transistor de potência, chegando a até 1200A atualmente.  A capacidade de bloqueio de tensão direta pode chegar a 2 kV. kV. Em geral, para a alimentação de motores CA até 100cv este é o dispositivo mais empregado. O símbolo usado nesta apostila para representar o IGBT está indicado na figura 3.7.

Figura 3.7: Símbolo do IGBT 

Curvas características corrente x tensão são mostradas na figura 3.8. Nesta figura:  V RM = maior tensão reversa que pode ser aplicada ao dispositivo sem danificá-lo. Em geral, esta tensão é muito baixa e os dispositivos são protegidos com um diodo em anti paralelo.  V DM = maior tensão direta direta que pode ser aplicada.  V GE = tensão aplicada entre o “gate” e o emissor. emissor. Observe-se também que quanto maior a tensão VGE tanto maior é a região de condução de corrente sem saturação.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 3-7

 

Descrição do Servoconversor

3 Figura 3.8: Curvas características de um IGBT 

Uma seção vertical de um IGBT está representada na figura 3.9.

Figura 3.9: Seção de um IGBT 

3.2.3 Servoaciona Servoacionamentos mentos trifásicos No item 3.2.1 foi apresentada a operação de um inversor monofásico. Para o caso dos MSIP, que são máquinas trifásicas, emprega-se emp rega-se normalmente a topologia apresentada apres entada na figura 3.10, 3.10, que é uma simples extensão do caso cas o monofásico, com chaveamentos defasados de 120º elétricos.  A ponte retificadora de d e diodos transforma tra nsforma a tensão alternada de entrada em uma um a tensão contínua que é filtrada por um banco de capacitores. Este circuito de corrente contínua é chamada de circuito intermediário. A tensão contínua alimenta a ponte inversora formada pelos IGBTs e diodos em anti-paralelo. O comando do “gate” dos IGBTs, feito por um circuito de comando implementado em um microcontrolador, permite a geração de uma tensão com amplitude e freqüência controladas. O formato dos pulsos obedece ao princípio de modulação PWM seno-triângulo apresentado anteriormente.

Figura 3.10: Ser voacionam voacionamento ento trifásico

3-8 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Modelamento Matemático e Controle do Servomotor

MODELAMENTO MATEMÁTICO E CONTROLE DO SERVOMOTOR 4.1 MODELO VETORIAL DO SERVOMOTOR  As correntes de armadura armad ura de um Motor Síncrono Síncron o de Ímã Permanente Perma nente (MSIP) podem pode m ser ajustadas ajust adas por meio m eio de uma malha de controle com tempo de resposta bem menor que as constantes de tempo mecânicas do sistema. Neste caso, pode-se admitir que as correntes de armadura são impostas à máquina. Estas correntes produzem um campo magnético (indicado por uma seta na figura 4.1) que irá interagir com o campo magnético do ímã (indicado pelos pólos N e S na mesma figura). O valor máximo de torque ocorre quando estes campos forem ortogonais.

4 Figura 4.1 4.1:: Campos de estator e rotor de uma MSIP 

 A par partir tir da informa informação ção da posiç posição ão do rotor é poss possível ível imple implementa mentarr um siste sistema ma de contro controle le que impon imponha ha convenientemente as correntes de armadura na condição (a) acima descrita. Empregando a nomenclatura de Park, pode-se escrever: isd = 0 isq = I

 

(4.1)

 

(4.2)

Basicame nte, a transformação de Park consiste em substituir as três correntes de fase (ia, ib, ic), por duas correntes Basicamente, apenas (isd, isq ). Isto é possível desde que ia + i b + i c = 0, o que ocorre quando o neutro do circuito elétrico não está aterrado. Assim, a transformação das correntes do sistema trifásico para o sistema bifásico é feito por: isd

cos α

cos (α - 2 π /3)

cos (α + 2 π/3

= 2/3 isq

ia ib

- sen α

- sen (α - 2 π /3

- sen (α + 2 π /3

ic

Onde, α representa o ângulo do rotor em relação ao estator da máquina, referenciado pela linha central da fase a. Pode-se dar a interpretação que as componentes de corrente i sd e isq circulam em bobinas fictícias posicionadas na direção do rotor e na direção ortogonal ao rotor. Aqui o índice “s” refere-se ao estator (“stator” em inglês), “d” eixo direto e “q” eixo de quadratura. O torque elétrico produzido é dado por  T = k . φF . isq

 

(4.3)

onde: φF = é o campo magnético dos imãs permanentes do rotor. É interessante notar a semelhança desta última equação com a Eq. (1.1), que fornece o torque de um servomotor CC. A componente de corrente na direção do eixo q faz o papel da corrente de armadura, diretamente proporcional ao torque. Guia de Aplicação Servoacionamento | 4-1

 

Modelamento Matemático e Controle do Servomotor Pode-se demonstrar que a tensão nos terminais do motor, na condição de regime estacionário, é dada por:  V s = E + (Rs + j . ω . Ls ) . Is

 

(4.4)

onde:  V s  = fasor da tensão terminal; Is  = fasor da corrente de armadura, Is = Isd + j Isq ; R de estator; estator; Lss   = resistência indutância de ω  = freqüência angular da alimentaçã alimentação. o. E = j 0,707 . ω . φF

 

(4.5)

 A figura 4.2 representa estas e stas relações: relaçõ es:

4

Figura 4.2: Circuito equivalente de um MSIP em regime estacionário

 A comparação desta figura com a figura 1.2 revela a similarid similaridade ade elétrica entre os servomotores síncronos de ímã permanente e os servomotores CC. Os primeiros, no entanto, apresentam características mecânicas muito mais vantajosas que os segundos, como: comutação comutaçã o eletrônica, baixa manutenção (sem escovas), baixo momento de inércia, realimentação realimentação de velocidade e posição por resolver e maior relação potência/vol potência/volume. ume. O diagrama fasorial correspondente encontra-se na figura 4.3.

Figura 4.3: Diagrama fasorial na condição de torque máximo.

Uma das dificuldades do MSIP é que não admite naturalmente a condição de enfraquecimento de campo como ocorre com uma Máquina Síncrona de Rotor Bobinado Bobi nado ou com uma Máquina de Corrente Contínua de Excitação E xcitação Independente ou mesmo com um Motor de Indução. O enfraquecimento de campo corresponderia corresponde ria a uma diminuição de φF , o que não pode ser diretamente realizado, porque o campo dado por um ímã permanente. Esta hipotética diminuição acarretaria acarreta ria uma perda de torque, mas, em contra partida, permitiria um aumento na velocidade de rotação, para uma amplitude de V s constante, como pode ser concluído a partir das Eqs. (4.3) e (4.5). O recurso de enfraquecimento de campo pode ser desejável em algumas aplicações onde se faz necessária uma rotação superior à nominal com solicitação reduzida de torque. 4-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Modelamento Matemático e Controle do Servomotor Um efeito semelhante ao enfraqueci enfraquecimento mento de campo MSIP pode, no entanto, ser obtido com a imposição de uma componente negativa de Isd. O novo diagrama fasorial, correspondente a esta situação está apresentado na figura 4.4.

Figura 4.4: Diagrama fasorial na presença de uma componente negativa de I sd 

Deste diagrama fasorial, percebe-se que esta componente negativa da corrente na direção do eixo direto permite uma diminuição do valor de  V s . O lugar geométrico das extremidades do fasor  V s está indicado pela linha pontilhada na figura 4.4. O valor mínimo ocorre quando  V s for perpendicular à esta linha. Se  V   |V s| for mantido constante, raciocínio semelhante permite concluir que uma componente negativa de I sd conduz a um aumento de E e, portanto, da velocidade de rotação. O torque, dado pela Eq. (4.3), (4.3), sofre uma diminuição pois a presença da componente Isd implica em uma diminuição da componente Isq de modo a respeitar o valor máximo da corrente total total de armadura |Is| , dada por: |Is| = √ Isd2 + Isq2

 

(4.6)

Este encadeamento, ainda que não enfraqueça efetivamente φF, corresponde a exatamente uma operação de enfraquecimento de campo. Nos rotores anisotrópicos apresentados na figura 2.2, a reatância de eixo direto (ω . Ld) assume valores maiores que a reatância de quadratura (ω . Lq), como se fosse uma máquina de pólos salientes, permitindo permitind o o enfraquecimento de campo com componentes de Isd menores.

4.2 EQUAÇÃO MECÂNICA DO ROTOR No item anterior foi apresentado o modelamento elétrico do MSIP. O comportamento mecânico da máquina é regido pela equação de Newton:  T - TL = J . (2/p) . ( d 2 ω / dt2) com      

TL  J p ω 

= = = =

 

(4.7)

torque de carga; momento de inércia das partes girantes; número de pólos do motor; freqüência angular da alimentação elétrica.

 As equações equaçõ es trabalhadas trabalhad as nos itens anteriores anter iores podem pode m ser apresentadas apres entadas como co mo diagrama de d e blocos, figura 4.5.

Figura 4.5: Blocodiagrama do Motor Síncrono de Ímã Permanente

Guia de Aplicação Servoacionamento | 4-3

4

 

Modelamento Matemático e Controle do Servomotor 4.3 SISTEMAS DE CONTROLE O “hardware” correspondente ao sistema de controle completo de um MSIP encontra-se esquematizado na figura 4.6.

4

Figura 4.6: Esquema global de acionamento e controle de um MSIP 

O controle industrial desta máquina é feito por meio de malhas em cascata, com as malhas internas controlando as variáveis com dinâmica mais rápida. Esta estrutura de controle apresenta uma série de vantagens sobre esquemas diretos, destaca destacando-se ndo-se a facilidade de projeto dos diversos controladores, a simplicidade na colocação em operação a partir das malhas mais internas e procedimentos diretos para diagnóstico de falhas e proteção.  À malha mais interna inter na de controle de d e corrente sobrepõe sobrepõe-se -se uma malha de controle de velocidade e a esta e sta uma malha de controle de posição, como apresentado na figura 4.7.

Figura 4.7: Controle em cascata (posição, velocidade, corrente) de um MSIP 

Quando apenas a malha de d e controle de corrente está operante, o servoconversor é dito estar no Modo de Controle de Torque, uma vez que o torque é proporcional à corrente. No Modo de Controle de Velocidade, sobrepõe-se uma malha de controle de velocidade à malha de controle de corrente. Finalmente, no Modo de Controle de Posição, mais uma malha de controle de posição é inserida na estrutura de controle em cascata.

4-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento

NOÇÕES FUNDAMENTAIS FUNDAMENTAIS E DIMENSIONAMENTO DO SERVOACIONAMENTO 5.1 DEFINIÇÕES Iniciaremos este capítulo com algumas definições, com o objetivo de alicerçar claramente os assuntos que serão abordados.

5.2 Torque Já na primeira página deste Guia ressaltamos a importância do torque nos acionamentos eletromecânicos. Ele é definido pelo produto da força tangencial F (N) aplicada a um eixo pela distância r (m) do ponto de aplicação da força ao centro do eixo. A unidade de torque ( T) no SI (Sistema Internacional de Unidades) é Nm (Newton metro).  T = F . r

 

(5.1)

É interessante observar que torque é dimension dimensional al a trabalho, porém, ainda que Nm seja também Joule (J), (J), a unidade de trabalho no sistema SI, a unidade de torque será sempre dada pelo produto de uma unidade de força por uma de compriment comprimento, o, ressaltando assim a origem desta grandeza física. Pode-se determinar o torque demandado para por em movimento uma máquina, utilizando-se uma chave de grifo e um dinamômetro de mola, como sugere a figura 5.1.

Figura 5.1 5.1:: Medição de torque

Exemplo: Se obtivermos uma leitura de força de 5 N (~0,51 kgf) a 0,6m (600 mm) do centro do eixo, o torque será:  T = 5 . 0,6 = 3 Nm

 

(5.2)

5.3 VELOCIDADE DE ROTAÇÃO ROTAÇÃO  A velocidade de rotação fornece a razão entre o número de rotações rotações de um eixo pelo período de tempo tempo necessário para efetuar este número de rotações. Usualmente, a velocidade de rotação é representada pela letra “n”.  A unidade de velocidade velo cidade de rotação rotaç ão no sistema SI é rad/s (radianos por segundo). s egundo). Em trabalhos de engenharia, enge nharia, costuma-se empregar as unidades rotações por minuto (rpm) ou rotações por segundo (rps). O relacionamento entre estas unidades é facilmente obtido por: 1 rps = 60 rpm = 2 π rad/s

 

(5.3)

 A velocidade de rotação não deve ser confundida com a freqüência de rotação, ainda que exista um relacionamento direto entre estas grandezas. Exemplificando, Exemplificand o, uma velocidade angular de 2π rad/s ou 1 rps corresponde a uma freqüência de rotação de 1 Hz.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 5-1

5

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento Neste ponto, vale destacar a relação que existe entre a velocidade de rotação de uma máquina síncrona (n), a freqüência elétrica de alimentação desta máquina (f) e o seu número de pólos (p): ω [rps]

= f [Hz] / (p/2)

 

(5.4)

= 120 120.. f [Hz] / p  

(5.5)

ou ω [rpm]

 A relação ω = 2

π f 

 

(5.6)

é conhecida como freqüência angular elétrica, uma vez que a componente fundamental de tensão de alimentação tem a forma: v (t) = V max  sen (2 π f t + φ ) =   V max  sen ( ω t + φ ) 5

 

(5.7)

Onde φ é um ângulo de fase.

Exemplo: Um MSIP de 8 pólos, comandado por um servoconversor servoco nversor cuja freqüência de saída é 150 Hz, gira a uma velocidade síncrona de n = ( 120 . 80 ) / 2 = 4800 rpm

 

(5.8)

5.4 POTÊNCIA   A potência P é dada pelo produto do torque T pela velocidade de rotação n. No sistema SI, T é dado em Nm, a velocidade de rotação em rad/s e a potência em W (watts). Para velocidades em rpm, a relação fica:

P = (2 π / 60) . n . T

 

(5.9)

com P em watts (W).

Exemplo: Se a máquina dos exemplos anteriores demandasse os mesmos 45 Nm a uma velocidade de rotação de 1760 rpm, então a potência seria: P = (2 π / 60) . 3 . 1760 = 552,6 W ≅  0,5526 kW

 

(5.10)

5.5 INÉRCIA  Inércia é a resistência que uma massa oferece à modificação do seu estado de movimento. Todo corpo que tem massa tem inércia. Uma massa em repouso rep ouso requer um torque (ou força) para colocá-la em movimento; movimento; uma massa em movimento requer um torque (ou força) para modificar a sua velocidade ou para colocá-la em repouso. O  momento de inércia de massa massa  J (kgm2) de um corpo depende da sua massa m (kg) e da distribuição da massa ao redor do eixo de giro, ou seja, da sua geometria. O Anexo O Anexo 1  1 traz as fórmulas para o cálculo do momento de inércia de massa de diversos corpos comuns.

5-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento 5.6 ACELERAÇÃO / DESACELERAÇÃO O torque T (Nm) necessário para acelerar (ou desacelerar) uma carga com momento de inércia de massa (ou simplesmente inércia) J (kgm2), da velocidade de rotação n1 (rpm) para n2 (rpm), em um tempo t (s), é dado por  Td ac = (2 . π/60) . J . (n2 – n1) / t

 

(5.11)

Este torque é chamado de aceleração, Td ac. Se n2 > n1 (aceleração), Td ac é significando positivo, significando que seu sentido é igualde aotorque sentidodinâmico de rotação; se n2 < n1 (desaceleração), Td ac é negativo, que seu sentido é contrário ao sentido de rotação.

Exemplo: Um cilindro maciço de alumínio, de diâmetro d = 165 mm e comprimento l = 1.200 mm, e portanto com uma massa m de aproximadamente 10 kg, tem momento de inércia de massa J de (eq. A1, Anexo 1) J = 1/8 . 10 . (0,165)2 = 0,034 kgm2

 

(5.12)

Se o corpo corp o deve acelerar ace lerar de de 0 a 1.760 1.760 rpm no tempo de 1,0s, então o torque de aceleração acel eração será se rá (eq. 5.1 5.11)  

 Td ac = (2π / 60) . 0,034 . (1.760 (1 .760 – 0) / 1,0 = 6,26 Nm

 

(5.13)

 Adicionando -se o torque de aceleraç  Adicionando-se aceleração ão acima acim a calculado cal culado ao a o torque de atrito atri to calculado calcula do no primeiro exemplo do do item 5.2, tem-se  T = 3 + 6,26 = 9,26 Nm

 

(5.14)

e para a potência (eq. 5.9)  

P = (2π / 60) . 9,26 . 1760 = 1705,8 W (~ 1, 1,70 70 kW)

 

(5.15)

O perfil de velocidade ou aceleração de um servoacionamento WEG pode ser definido pelo usuário. Os mais comuns são conhecidos como perfil de velocidade rampa linear e perfil de velocidade rampa S.  A figura 5.2 (a) e (b) ilustra estas situações. A vantagem do perfil em rampa S é que a aceleração não sofre variações bruscas, o que é desejável quando se trata de movimentos em estruturas mecânicas complexas, como robôs, evitando choques mecânicos durante acelerações ou desacelerações. Uma possível combinação destes perfis está dada na figura 5.2 (c).

Guia de Aplicação Servoacionamento | 5-3

5

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento

5

Obs: O Jerk é definido como a derivada da aceleração

Figura 5.2: Curvas de aceleração (a) curva linear (b) curva S (c) percentual variável de curva S

5.7 DIMENSIONAMENTO DE SERVOACIONAMENTOS 5.7.1 Considerações básicas O dimensionamento do servomotor para uma determinada aplicação requer um amplo conhecimento dos parâmetross de operação da carga a ser movimentada parâmetro movimentada.. Em geral, o servomotor é associado a um sistema de transmissão de potência mecânica e este à carga movida, conforme apresentado na figura 5.3.

Figura 5.3: Esquema de um conjunto acionamento e carga movida

5-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento O desempenho do conjunto acionamento e carga movida é influenciado por vários fatores que podem ocasionar erros de posição e instabilidade no controle. Dentre estes se destacam: Backlash Rigidez da transmissão  Vibração  Vibr ação Freqüência de ressonância:

Folga existente entre dentes de engrenagens ou partes móveis de uma transmissão. É dimensionada para permitir a lubrifi cação e ajuste de imperfeições na fabricação e montagem. É relacionada com a deformação que ocorre ao se aplicar uma força/momento no elemento que transmite potência. Quanto maior a rigidez, menor será a deformação resultante. pode ocorrer devido a desbalanceamento no conjunto ou montagem mal realizada. É a freqüência onde se verifi cam valores máximos de amplitude de vibração no conjunto.  A freqüência freqüênci a de giro do servomotor servo motor deve ser sempre menor meno r que este valor.

O projeto completo de um equipamento servoacionado ser voacionado envolve diversas áreas de conhecimento e, neste contexto, o equipamento pode ser caracterizado como um sistema mecatrônico. Diversos critérios de otimização podem ser empregados para nortear nortea r o projeto projeto de um equipamento. Apenas para citar alguns critérios, tem-se: o menor consumo de potência mecânica, o menor tempo gasto para a realização da tarefa, o movimento mais suave, a melhor relação entre carga movida e rigidez da transmissão, etc. Portanto, convém ao projetista de máquina que sejam bem definidas as aplicações do equipamento, bem como os seus parâmetros de operação para que se obtenha o melhor desempenho possível do conjunto acionamento e carga movida.

5.7.2 Transmissões mecânicas  A função principal de uma transmiss transmissão ão mecânica mec ânica é alterar altera r os parâmetros operacio operacionais nais do servomotor (torque, posição, velocidade, aceleração/desaceleração), para torná-los compatíveis com a demanda da carga movida.  As transmissões transmissõ es mecânicas mecâni cas mais utilizadas utilizad as com servomotores ser vomotores são: redutores de velocidade velocida de com engrenagens, engrenage ns, polias e correias, correntes e rodas dentadas, fusos, cabos e polias. Há ainda redutores de velocidade com engrenagens planetárias; planetár ias; redutores tipo “harmonic drive”; cames; mecanismos; entre outros. A tabela tab ela 5.1 5.1 relaciona os principais tipos de transmissão mecânica e suas características. características. Tabela 5.1: Principais tipos de transmissão mecânica, características características e desempenho

TIPOS DE TRANSMISSÃO

CONVERSÃO DO MOVIMENTO

CAR ACTERÍSTICAS E D ESEMPENHO

R/R         

Engrenagens cilíndricas de dentes retos e/ou





heloicoidais

valores amplos de razão de transmissão elevada rigidez estrutural de transmissão elevada eficiência mecânica velocidades altas

  necessidade de lubrificação

R/R valores baixos de razão de transmissão elevada rigidez estrutural de transmissão elevada eficiência mecânica estrutura complexa para montagem das engrenagens   necessidade de lubrificação          

Engrenagenss cônicas Engrenagen

R/TT R/  

Pinhão e cremalheira

  elevados valores de razão de transmissão   transmissão de movimento a grandes

distâncias

  baixo custo de fabricação   média eficiência mecânica   necessidade de lubrificação 

Guia de Aplicação Servoacionamento | 5-5

5

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento TIPOS DE TRANSMISSÃO

CON VERSÃO DO MOVIMENTO

CAR ACTERÍSTICAS E DESEMPENHO

R/R          

elevados valores de razão de transmissão baixa rigidez estrutural de transmissão geração de calor no engrenamento baixa eficiência mecânica necessidade de lubrificação

         

valores elevados de razão de transmissão elevada rigidez estrutural de transmissão baixa eficiência mecânica custo de fabricação médio necessidade de lubrificação

 

Sem-fim e coroa

R/TT R/  

Fuso convencional

R/TT R/

  valores elevados de razão de transmissão e



          

Fuso de esferas recirculantes

5

eficiência elevada rigidez estrutural de transmissão ausência de backlash devido a pré-carga precisão e confiabilidade muito elevados necessidade de lubrificação custo de fabricação elevado

R/R e R/T

         

Polia e correia sincronizadora

valores amplos de razão de transmissão moderada rigidez estrutural de transmissão massa reduzida transmissão de movimento a grandes distâncias

R/R e R/T   massa elevada   baixa vibração mecânica   transmissão de movimento a grandes  

Corrente e roda dentada

distâncias   velocidades moderadas   necessidade de lubrificação 

R/R e R/T

  elevada flexibilidade   baixa eficiência mecânica   ótimo em transmissão de movimento a grandes  

Cabos e polias

distâncias   velocidades moderadas   necessidade de lubrificação 

5-6 | Guia de Aplicação Servoacionamento

 

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento TIPOS DE TRANSMISSÃO

CONVERSÃO DO MOVIMENTO

CAR ACTERÍSTICAS E D ESEMPENHO

R/R

 

      

Redutor planetário



Onde: R/R = R/TT R/ = n (e ou s) =  T (e ou s) =  V s  =

movimento rotacional para rotacional; movimento rotacional para tranlacional; rotação de entrada (ne) ou saída (ns); torque de entrada (Te) ou saída (Ts); velocidade linear de saída;

FMs 

força massadedasaída; carga.

= =

  dimensão compacta

elevada razão de transmissão elevada rigidez estrutural de transmissão aplicações de alto desempenho necessidade de lubrificação

5

O servomotor fornece uma potência mecânica de entrada, Pe (W) definida pelo produto entre o torque Te (N.m) e a velocidade angular de entrada, ne (rpm).   Pe =  

2π 60

Te . ne  

(5.16)

Dependendo da transmissão mecânica empregada, a potência de saída, Ps (W  (W)) estará associada a movimentos de rotação (R) ou translação (T). ( T). Por exemplo, para um redutor do tipo engrenagens cônicas, tem-se movimentos movime ntos de rotação na entrada e saída (R/R). A potência de saída é dada por: Ps =  

2π 60

Ts . ns  

(5.17)

No caso de uma transmissão pinhão-cremalheira, a entrada é um movimento de rotação, enquanto que a saída é de translação (R/T). (R/ T). A potência de saída vale: Ps = Fs . V s

 

(5.18)

onde, Fs  = força (N)  V s  = velocidad velocidadee linear (m/s) Parte da potência mecânica que o servomotor fornece à transmissão mecânica é consumida pelas perdas internas devido essencialmente a: atrito (calor, ruído), geometria da transmissão, desgaste e folgas entre as partes móveis.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 5 7  

Noções Fundamentais e Dimensionamento do Servoacionamento  A perda de potência potênc ia é expressa express a em termos de d e eficiência (rendimento) (rendi mento) mecânica, η T. η T

0,84A / SWA 71>1,05A ).  Flange para encoder incremetal tipo ROD.

g

 Rotação suave e uniforme em todas as velocidades.  Baixo nível de ruído e vibração.  Ampla faixa de rotação com torque constante.  Baixa manutenção (servomotores sem escovas).  Elevada capacidade de sobrecarga.  Baixa inércia.  Resposta dinâmica rápida.

g g

1 Servomotor com freio possui grau de proteção IP54.

g g g g

Servomotores Standard

 Ø       Ø

      Ø

Ø

10

C a rc a ç a

HD (m (mm)

40

110

56 71 100

 P (mm)

F la n g e

Ponta de Eixo (mm)

ØM

ØN

ØS

T

ØD

E

F

G

GD

H

80

95

50 j 6

6,5

2

14j6

29,5

5n9

11

5

M5x1x12

127

102

115

95j 6

9

3

19j6

40

6 n9

15,5

6

M6x1x16

24j6

50

8 n9

20

7

M8x1,25x19

166

142

165

130j6

11

3,5 32j6*

57*

10n9*

27*

8*

M8x1,25x19

32k6*

57

10

27

8

M12x1x25

217

192

215

180j6

14

4

* Válidos para os servomotores SWA-71-40-20 e SWA-71-34-30.

10-14 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

Servomotores Especiais - Conector Reto

C ar ca ça

HD1 (m (mm) HD2 (m (mm)

 P (mm)

F la n g e

Pont a de Eixo (mm)

ØM

ØN

ØS

T

ØD

E

F

G

GD

H

40

118

129

80

95

50 j 6

6,5

2

14j6

29,5

5 n9

11

5

M5x1x12

56

125

137

102

115

95j6

9

3

19j6

40

6 n9

15,5

6

M6x1x16

71

165

191

142

165

130j6

11

3,5

24j6

50

8 n9

20

7

M8x1,25x19

32j6*

57*

10n9*

27*

8*

M8x1,25x19

Servomotores Servomot ores Especiais - Conect Conector or 90º

C ar arc aç aça

H D1 D1 (m m) m) H D2 D2 (m m) m)

F la n g e  P (mm)

10

Pont a de Eixo (mm)

ØM

ØN

ØS

T

ØD

E

F

G

GD

H

40

138

138

80

95

50 j 6

6,5

2

14j6

29,5

5n9

11

5

M5x1x12

56

145

145

102

115

95j 6

9

3

19j6

40

6 n9

15,5

6

M6x1x16

71

184

196

142

165

130j6

11

3,5

24j6

50

8 n9

20

7

M8x1,25x19

32j6*

57*

10n9*

27*

8*

M8x1,25x19

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-15  

Linha de Servoacionamento WEG

Código Inteligente  

SWA

56

SERVOMOTOR CORRENTE ALTERNADA 

CARCAÇA  40, 56, 71 e 100

TORQUE 1.6, 2.5, 2.6, 3.6, 3.8, 4.0, 5.5, 6.1, 6.5, 7.0, 8.0, 9.3, 13, 15, 19, 22, 25, 34, 40 e 50 Nm

ROTAÇÃO 20 = 2000 rpm 30 = 3000 rpm 60 = 6000 rpm

OPÇÕES (Branco) - Sem acessórios F - Freio E - Encoder incremental U - Particularidade elétrica (bobinagem) M - Particularidade mecânica (flange, eixo) CO - Conector Reto C9 - Conector 90º

10

2.5

30

F

10-16 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

Servomotores SWA Standard - Sem Freio Eletromagnético Especificações Técnicas

   o     ã    ç    a    t    o    R

   m    p    r    0    0    0    2

2800 rpm

   m    p    r    0    0    0    3

   m    p    r    0    0    0    6

Código

Modelo do Servomotor

   )    r    o   m    t  .    N    o    R   (    e   o    u   M  .    q    r    q    o   o    T   l    B

   R    (    )    A    (    o    I    e    t    n    e    r    r    o     C

   )    W    k    (    l    a    n    i    m    o    N    a    i    c    n     ê    t    o    P

   )     S    M

   )    m  .

   2

   )    g    k    (    a    s    s    a    M

   g    k    (      0    1    x    a    i    c    r     é    n    I    3   -

Servoconversor recomendado

   )    m    m    (    ”    L    “    o    t    n    e    m    i    r    p    m    o     C

   4    0    0    0    5    0    A     C     S

   8    0    0    0    5    0    A     C     S

   4    2    0    0    5    0    A     C     S

Cabo de ligação entre o SWA e SCA-05    0    3    0    0    5    0    A     C     S

10362947

SWA56-2,5-20

2,5

2 ,5

0,36

4,6

0,22

250

X  

10362948

SWA 56-3,8-20

3,8

3 ,8

0,70

5,6

0,31

270

X  

10362949

SWA 56-6,1-20

6,1

5 ,2

1,10

7,5

0,50

310

X  

10362950

SWA 56-8,0-20

8,0

6 ,5

1,32

9,3

0,68

350

X  

10362951

SWA 71-9,3-20

9,3

8 ,0

1,60

12,0

1,63

270,5

X  

10362952

SWA 71-13-20

13

11,8

2,30

15,0

2,35

300,5

X  

10362953

SWA 71-15-20

15

13,0

2,50

17,0

3,06

330,5

X  

10019957

SWA 71-19-20

19

15,1

2,90

20,0

3,78

360,5

X  

10362955

SWA 71-22-20

22

18,5

3,40

22,0

4,50

390,5

X  

10363008

SWA 71-25-20

25

21,5

3,40

27,0

5,94

450,5

X  

10159669

SWA 71-40-20

40

19,0

5,0

32

7,40

510,5

X

10193046 10638981

SWA 100-50-28 SWA 40-1,6-30

50 1,6

26,6 2 ,0

8,8 0,45

29,5 2,8

14,6 0,084

318,5 216,7

X   X  

10642826

SWA 40-2,6-30

2,6

3 ,2

0,70

3,5

0,12

236,7

X  

10362937

SWA 56-2,5-30

2,5

3 ,8

0,66

4,6

0,22

250

X  

10362938

SWA 56-4,0-30

4,0

5 ,7

0,88

5,6

0,31

270

X  

10362939

SWA 56-6,1-30

6,1

8 ,5

1,30

7,5

0,50

310

X  

10362940

SWA 56-7,0-30

7,0

9 ,0

1,50

9,3

0,68

350

X  

10362941

SWA 71-9,3-30

9,3

12,0

2,05

12,0

1,63

270,5

X  

10362942

SWA 71-13-30

13

18,0

2,85

15,0

2,35

300,5

X  

10362943

SWA 71-15-30

15

20,0

3,30

17,0

3,06

330,5

X  

10362944

SWA 71-19-30

19

23,0

4,20

20,0

3,78

360,5

X  

10036452

SWA 71-34-30

34

25

4,30

27

5,94

450,5

10370937

SWA 40-1,6-60

1,6

4 ,0

0,70

2,8

0,084

216,7

10639642

SWA 40-2,6-60

2,6

6 ,2

1,13

3,5

0,12

236,7

10193038

SWA 56-2,5-60

2,5

7 ,5

1,13

4,6

0,22

250

10639708

SWA 56-3,6-60

3,6

10,3

1,60

5,6

0,31

270

X  

10639715

SWA 56-5,5-60

5,5

15,5

2,40

7,5

0,50

310

X  

10362946

SWA 56-6,5-60

6,5

16,3

2,50

9,3

0,68

350

X  

   a    i    c    n     ê    t    o    P    e    d    o    b    a     C

   r    )    e   o    v    l    ã    o   ç    s    a    e   t    R   n    e    e   i    d   m    l    a    o   e    b   r    a   (     C  

CP-...-4x0.75 CP-...-4x1.5

CP-...-4x4.0

CP-...-4x6.0

CP-...-4x0.75 CR CP-...-4x1.5

CP-...-4x4.0

X X

CP-...-4x6.0 CP-...-4x0.75

X

CP-...-4x1.5

X  

CP-...-4x4.0

Obs: Em aplicações de servomotores standard, utilizar cabos da página 19.

10

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-17  

Linha de Servoacionamento WEG

Servomotores SWA Standard - Com Freio Eletromagnético Especificações Técnicas Especificações Técnicas

   o     ã    ç    a    t    o    R

   m    p    r    0    0    0    2

   m    p    r    0    0    0    3

   m    p    r    0    0    0    6

   r        )    o  .    t    m    o   (    N    R    o    e   M    u  .    q    r    q    o   o    T   l    B

   )     S    M    R    (    )    A    (    o    I    e    t    n    e    r    r    o     C

   )    W    k    (    l    a    n    i    m    o    N    a    i    c    n     ê    t    o    P

   )    g    k    (    a    s    s    a    M

   )    2    m  .    g    k    (      3      0    1    x    a    i    c    r     é    n    I

Servoconversor recomendado

   )    m    (    ”    L    “    o    t    n    e    m    i    r    p    m    o     C

   4    0    0    0    5    0    A     C     S

   8    0    0    0    5    0    A     C     S

Cabos de ligação entre o SWA e SCA-05

   4    2    0    0    5    0    A     C     S

Código

Modelo do do Se Ser vo vomotor

10156477

SWA 56-2,5-20

2,5

2,5

0,36

6,5

0,35

323,5

X  

10156478

SWA 56-3,8-20

3,8

3,8

0,70

7,5

0,44

343,5

X  

10147676

SWA 56-6,1-20

6,1

5,2

1,10

9,4

0,63

383,5

X  

10639746

SWA 56-8,0-20

8,0

6,5

1,32

11,2

0,81

423,5

X  

10147677

SWA 71-9,3-20

9,3

8,0

1,60

16,1

2,10

367

X  

10639786

SWA 71-13-20

13

11,8

2,30

19,1

2,84

397

X  

10639830

SWA 71-15-20

15

13,0

2,50

21,1

3,55

427

X  

10639833

SWA 71-19-20

19

15,1

2,90

24,1

4,27

457

X  

10142899 10639835

SWA 71-22-20 SWA 71-25-20

22 25

18,5 21,5

3,40 3,40

26,1 31,1

4,99 6,43

487 547

X   X  

10016398

SWA 56-2,5-30

2,5

3,8

0,66

6,5

0,35

323,5

10639875

SWA 56-4,0-30

4,0

5,7

0,88

7,5

0,44

343,5

X  

10016399

SWA 56-6,1-30

6,1

8,5

1,30

9,4

0,63

383,5

X  

10639918

SWA 56-7,0-30

7,0

9,0

1,50

11,2

0,81

423,5

X  

10156482

SWA 71-9,3-30

9,3

12,0

2,05

16,1

2,10

367

X  

10360673

SWA 71-13-30

13

18,0

2,85

19,1

2,84

397

X  

10360674

SWA 71-15-30

15

20,0

3,30

21,1

3,55

427

X  

10476478

SWA 71-19-30

19

23,0

4,20

24,1

4,27

457

X  

10016400

SWA 56-2,5-60

2,5

7,5

1,13

6,5

0,35

323,5

10639955

SWA 56-3,6-60

3,6

10,3

1,60

7,5

0,44

343,5

X  

10639983

SWA 56-5,5-60

5,5

15,5

2,40

9,4

0,63

383,5

X  

10639984

SWA 56-6,5-60

6,5

16,3

2,50

11,2

0,81

423,5

X  

   a    i    c    n     ê    t    o    P    e    d    o    b    a     C

   r    )    e   o    v    l    ã    o    s    ç    a    e   t    R   n    e   e    m    d   i    o   l    b   a    e    a   r     C   (

   o    i    e    r    F    a    r    a    p    o    b    a     C

CP-...-4x0.75

CP-...-4x1.5

X

CP-...-4x4.0

CP-...-4x0.75

CR

CP-...-4x0.75

CP-...-4x1.5

X

CP-...-4x4.0

CP-...-4x1.5

CP-...-4x4.0

Obs.: Para o freio ser liberado é necessário alimentá-lo com uma fonte externa de 24Vcc com capacidade de corrente mínima de 0,84A (20W) para servomotores da carcaça 56 e 1,05A (25W) para servomotores da carcaça 71. Em aplicações de servomotores standard, utilizar cabos da página 19

10

10-18 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

 Acessórios para Servoacionament Servoacionamentos os Standard C ódigo

Descrição

10411727 10411653 10411728

C R-03m CR- 06m CR- 09m

10411655 10411729 10190984 10190 985 10190986 10190987

CR-12m CR-15m CR-03m-90 CR-06m-90 CR-09m-90 CR-12m-90 CR-15m-90

10050297 1019100 8 1019100 9 10191010 10191011 10050290 10190964 10190965 10190966 10190967 10190968 10050291 10190969 10190970 10190971 10560963 10233739 10233742 10191015 10191016 10233733 10233734 10233735 10190 989 10190990 10233736 10191012 10191013 10586167 10558008 10191014 10190972 10190973 10190974 10190975 10190976 10190977 10190978 10233729 10190979 1023374 3 10191041 10191018 10233737 10190980 10190981 10190982 10190 983 10233730 10233731 10233732 10558009 10558010 10558011 10558012 10558013

CP- 03m-4x 0,75 C P-06m-4x 0,75 CP- 09m-4x 0,75 CP-12m-4x 0,75 CP-15m-4x 0,75 CP-03m-4x1,5 CP- 06m-4x1,5 CP- 09m-4x1,5 CP-12m-4x1,5 CP-15m-4x1,5 CP-03m-4x4,0 CP- 06m-4x4,0 CP- 09m-4x4,0 CP-12m-4x4,0 CP-15m-4x4,0 CP-03m-4x 6,0 CP- 06m-4x 6,0 CP- 09m-4x 6,0 CP-12m-4x 6,0 CP-15m-4x 6,0 CP-03m-4x 0,75-90 CP-06m-4x 0,75-90 CP-09m-4x 0,75-90 CP-12m-4x 0,75-90 CP-15m-4x 0,75-90 CP-03m-4x1,5-90 CP-06m-4x1,5-90 CP-09m-4x1,5-90 CP-12m-4x1,5-90 CP-15m-4x1,5-90 CP-03 m-4x4,0-90 CP- 06 m-4x4,0-90 CP-09 m-4x4,0-90 CP-12m-4x4,0-90 CP-15m-4x4,0-90 CP-03m-4x 6,0-90 CP-06m-4x 6,0-90 CP-09m-4x 6,0-90 CP-12m-4x 6,0 -9 0 CP-15m-4x 6,0-90 CP- 03m-4x 0,75-B CP-06 m-4x 0,75-B C P-09m-4x 0,75-B C P-12m-4x 0,75-B CP-15m-4x 0,75-B CP-03m-4x1,5-B CP- 06m-4x1,5-B CP- 09m-4x1,5-B CP-12m-4x1,5-B CP-15m-4x1,5-B CP- 03m-4x4,0-B CP-06m-4x4,0-B CP-09m-4x4,0-B CP-12m-4x4,0-B CP-15m-4x4,0-B CP- 03m-4x 6,0-B CP-06m-4x 6,0-B CP-09m-4x 6,0-B CP-12m-4x 6,0-B CP-15m-4x 6,0-B CP-03m-4x 0,75-B-90 CP- 06m-4x 0,75-B-90 CP-09m-4x 0,75-B-90 CP-12m-4x 0,75-B-90 CP-15m-4x 0,75-B-90 CP-03m-4x1,5-B-90 CP-06m-4x1,5-B-90 CP-09m-4x1,5-B-90 CP-12m-4x1,5-B-9 0 C P-15m-4x1,5-B-90 CP-03m-4x4,0-B-90 CP- 06m-4x4,0-B-90 CP- 09m-4x4,0-B-90 CP-12m-4x4,0-B-90 CP-15m-4x4,0-B-90 CP-03m-4x 6,0-B-90 CP- 06m-4x 6,0-B-90 CP- 09m-4x 6,0-B-90 CP-12m-4x 6,0-B-90 CP-15m-4x 6,0-B-9 0

10191044

Cabo Simulador de Encoder 

CABOS STANDARD Especificações Técnicas C omprimento C o n e ct o r CABOS RESOLVER

Di â m e t ro

3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 2

8 vias - 6 x 0,2 mm , 2 x 0,5 mm2

Reto

12 metros 15 metros 3 m et r o s 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros

E specialidade

Figura

Blindado Movimentação (Curvatura máxima (raio): Estático = 33 mm; Em movimento = 100 mm)

90º

CABOS POTÊNCIA  4 vias x 0,75 mm2

4 vias x 1,5 mm2

4 vias x 4,0 mm2

4 vias x 6,0 mm2

4 vias x 0,75 mm2

4 vias x 1,5 mm2

4 vias x 4,0 mm2

4 vias x 6,0 mm2

4 vias x 0,75 mm2

4 vias x 1,5 mm2

4 vias x 4,0 mm2

4 vias x 6,0 mm2

4 vias x 0,75 mm2

2

4 vias x 1,5 mm

4 vias x 4,0 mm2

4 vias x 6,0 mm2

8 vias - 6 x 0,2 mm2, 2 x 0,5 mm2

3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros 3 metros 6 m et r o s 9 m et r o s 12 metros 15 metros

Reto

-

90º

-

Reto

Blindado

10 90º

Blindado

DB 9

(Curvatura máxima (raio): Estático = 33 mm; Em movimento = 100 mm)

Blindado Movimentação 2 m et r o s

Obs: Em aplicações que necessitem cabos para movimentação, movimentação, sob consulta.

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-19  

Linha de Servoacionamento WEG

Servomotores SWA Especiais - Sem Freio Eletromagnético ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

   o     ã    ç    a    t    o    R

   r    o    )    t    o  .    o   d    m  .    R   a    e   N    e   u   (    u   q    o    q    o    r    l    M    o   B    T

   )    e    t    s    n   m    e   r    r    r    A    o   (    o     C   I

   l    a    i    c   a    n   )    n   i    W     ê    k    t    m    o   o   (    P   N

   a   )    s    g    s    k    a   (    M

Servoconversor Recomendado

   3      0   )    1   2    x    m  .    a   g    i    c    (    r    k    e    n    I

   o    t    n   )    e    m    m    i    m    r    p   (    m   L    o     C

0,22 0,31 0,50 0,68 1,63 2,35 3,06 3,78 4,50 5,94

249,0 269,0 309,0 349,0 274,0 304,0 334,0 364,0 394,0 454,0

X   X  

0,08 0,12 0,22 0,31 0,50 0,68 1,63 2,35 3,06 3,78

215,2 235,2 249,0 269,0 309,0 349,0 274,0 304,0 334,0 364,0

X   X   X  

0,08 0,12 0,22 0,31 0,50 0,68

215,2 235,2 249,0 260,0 309,0 349,0

X

0,22 0,31 0,50 0,68 1,63 2,35 3,06 3,78 4,50 5,94

249,0 269,0 309,0 349,0 274,0 304,0 334,0 364,0 394,0 454,0

X   X  

0,08 0,12 0,22 0,31 0,50 0,68 1,63 2,35 3,06 3,78

215,2 235,2 249,0 269,0 309,0 349,0 274,0 304,0 334,0 364,0

X   X   X  

X

Código

Modelo do Servomotor

-

SWA56-2,5-20-C0 SWA56-3,8-20-C0 SWA56-6,1-20-C0 SWA56-8,0-20-C0 SWA71-9,3-20-C0 SWA71-13-20-C0 SWA71-15-20-C0 SWA71-19-20-C0 SWA71-22-20-C0 SWA71-25-20-C0

2,5 3,8 6,1 8,0 9,3 13,0 15,0 19,0 22,0 25,0

2,50 3,80 5,20 6,50 8,0 0 11,80 13,00 15,10 18,50 21,50

0,36 0,70 1,10 1,32 1,60 2,30 2,50 2,90 3,40 3,40

-

SWA40-1,6-30-C0 SWA40-2,6-30-C0 SWA56-2,5-30-C0 SWA56-4,0-30-C0 SWA56-6,1-30-C0 SWA56-7,0-30-C0 SWA71-9,3-30-C0 SWA71-13-30-C0 SWA71-15-30-C0 SWA71-19-30-C0

1,6 2,6 2,5 4,0 6,1 7,0 9,3 13,0 15,0 19,0

2,00 3,20 3,80 5,70 8,50 9,00 12,00 18,00 20,00 23,00

0,45 0,70 0,66 0,88 1,30 1,50 2,05 2,85 3,30 4,20

   m    p    r    0    0    0    6

-

SWA40-1,6-60-C0 SWA40-2,6-60-C0 SWA56-2,5-60-C0 SWA56-3,6-60-C0 SWA56-5,5-60-C0 SWA56-6,5-60-C0

1,6 2,6 2,5 3,6 5,5 6,5

4,00 6,20 7,50 10,30 15,50 16,30

0,70 1,13 1,13 1,60 2,40 2,50

   m    p    r    0    0    0    2

-

SWA56-2,5-20-C9 SWA56-3,8-20-C9 SWA56-6,1-20-C9 SWA56-8,0-20-C9 SWA71-9,3-20-C9 SWA71-13-20-C9 SWA71-15-20-C9 SWA71-19-20-C9 SWA71-22-20-C9 SWA71-25-20-C9

2,5 3,8 6,1 8,0 9,3 13,0 15,0 19,0 22,0 25,0

2,50 3,80 5,20 6,50 8,0 0 11,80 13,00 15,10 18,50 21,50

0,36 0,70 1,10 1,32 1,60 2,30 2,50 2,90 3,40 3,40

   m    p    r    0    0    0    3

-

SWA40-1,6-30-C9 SWA40-2,6-30-C9 SWA56-2,5-30-C9 SWA56-4,0-30-C9 SWA56-6,1-30-C9 SWA56-7,0-30-C9 SWA71-9,3-30-C9 SWA71-13-30-C9 SWA71-15-30-C9 SWA71-19-30-C9

1,6 2,6 2,5 4,0 6,1 7,0 9,3 13,0 15,0 19,0

2,00 3,20 3,80 5,70 8,50 9,00 12,00 18,00 20,00 23,00

0,45 0,70 0,66 0,88 1,30 1,50 2,05 2,85 3,30 4,20

-

SWA40-1,6-60-C9 SWA40-2,6-60-C9 SWA56-2,5-60-C9 SWA56-3,6-60-C9 SWA56-5,5-60-C9

1,6 2,6 2,5 3,6 5,5

4,00 6,20 7,50 10,30 15,50

0,70 1,13 1,13 1,60 2,40

2,80 3,50 4,60 5,60 7,50

0,08 0,12 0,22 0,31 0,50

215,2 235,2 249,0 260,0 309,0

-

SWA56-6,5-60-C9

6,5

16,30

2,50

9,30

0,68

349,0

   4    0    0    0    5    0    A     C     S

Cabos de ligação entre SWA e SCA05

   8    4    0    2    0    0    0    0    5    5    0    A    A    0     C     C     S     S

   a    e   i    d   c    n    o    ê    b    a    t     C   o    P

   )    o     ã    r    e   e   ç    d   v    a    t    n    o   l    b   o   e    a    s    e    m    l     C   R   i    a    e    r    (

Conector Reto

   m    p    r    0    0    0    2

4,60 5,60 7,50 9,30 12,00 15,00 17,00 20,0 0 22,00 27,00

SPC1-...-4x1,5-S X   X   X  

SPC2-...-4x1,5-S

X X X X X

    SPC3-...-4x4,0-S      

SFC1-...

Conector Reto

   m    p    r    0    0    0    3

2,80 3,50 4,60 5,60 7,50 9,30 12,00 15,00 17,00 20,0 0

SPC1-...-4x1,5-S X   X  

SPC2-...-4x1,5-S X X X X X

SPC5-...-4x 2,5-S

SFC1-...

    SPC3-...-4x4,0-S    

Conector Reto 2,80 3,50 4,60 5,60 7,50 9,30

SPC1-...-4x1,5-S X   X  

SPC2-...-4x1,5-S X   X   SPC5-...-4x2,5-S X  

SFC1-...

Conector 90º 4,60 5,60 7,50 9,30 12,00 15,00 17,00 20,0 0 22,00 27,00

SPC1-...-4x1,5-S X   X   X  

SPC2-...-4x1,5-S

X X X X X

    SPC3-...-4x4,0-S      

SFC1-...

Conector 90º

10

2,80 3,50 4,60 5,60 7,50 9,30 12,00 15,00 17,00 20,0 0

SPC1-...-4x1,5-S X   X  

SPC2-...-4x1,5-S X X X X X

SPC5-...-4x 2,5-S

SFC1-...

    SPC3-...-4x4,0-S    

Conector 90º    m    p    r    0    0    0    6

Obs.: 1) Para aplicações de servomotores da linha especial, utilizar cabos especiais, pág. 22 (conjunto certificado CE).

SPC1-...-4x1,5-S X   X  

SPC2-...-4x1,5-S X   X   SPC5-...-4x2,5-S X  

SFC1-...

10-20 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

Servomotores SWA Especiais - Com Freio Eletromagnético ESPECIFICAÇÕES TÉCNICAS

   o     ã    ç    a    t    o    R

Código

Modelo Servomotor

   o    d    a    e    u    q   )    o  .    l    B   m  .    r    N    o   (    t    o   o    R   M    e    u    q    r    o    T

   )    e    t    s    n   m    e    r    r    A    r    o   (     C   I    o

   l    a    n    i    m    o   )    N   W    a   k    i    c    (    n     ê    t    o    P

   3   -

   a   )    s    s    g    k    a   (    M

   0   )    1   2    x    m  .    a   g    i    c    k    r    e    (    n    I

   o    t    n   )    e    m    m    i    r    (    m    p    m   L    o     C

Servoconversor Recomendado    4    8    4    0    0    2    0    0    0    0    0    0    5    0    0    5    0    5    A    A    A     C     C     C     S     S     S

Cabos de ligação entre SWA e SCA05    a    i    c    n     ê    t    o    P    o    b    a     C

   r    e    v    l    o    s    e    R    o    b    a     C

   o    i    e    r    F    o    b    a     C

Conector Reto

   m    p    r    0    0    0    2

-

SWA56-2,5-20-C0F

2,5

2,50

0,36

6,50

0,35

323,5

X 

-

SWA56-3,8-20-C0F

3,8

3,80

0,70

7,50

0,44

343,5

X 

-

SWA56-6,1-20-C0F SWA56-8,0-20-C0F

6,1 8,0

5,20 6,50

1,10 1,32

9,40 11,20

0,63 0,81

383,5 423,5

X   X  

-

SWA71-9,3-20-C0F SWA71-13-20-C0F SWA71-15-20-C0F

9,3 13,0 15,0

8,0 0 11,80 13,0 0

1,60 2,30 2,50

16,10 19,10 21,10

2,10 2,84 3,55

367,0 397,0 427,0

X  

-

SWA71-19-20-C0F

19,0

15,10

2,90

24,10

4,27

457,0

X  

-

SWA71-22-20-C0F SWA71-25-20-C0F

22,0 25,0

18,50 21,50

3,40 3,40

26,10 31,10

4,99 6,43

487,0 547,0

X   X  

-

SWA56-2,5-30-C0F SWA56-4,0-30-C0F

2,5 4,0

3,80 5,70

0,66 0,88

6,50 7,50

0,35 0,44

232,5 343,5

-

SWA56-6,1-30-C0F

6,1

8,50

1,30

9,40

0,63

383,5

-

SWA56-7,0-30-C0F SWA71-9,3-30-C0F

7,0 9,3

9,00 12,00

1,50 2,05

11,20 16,10

0,81 2,10

-

SWA71-13-30-C0F SWA71-15-30-C0F SWA71-19-30-C0F

13,0 15,0 19,0

18,00 20,00 23,00

2,85 3,30 4,20

19,10 21,10 24,10

2,84 3,55 4,27

-

SWA56-2,5-60-C0F

2,5

7,50

1,13

6,50

0,35

323,5

-

SWA56-3,6-60-C0F

3,6

10,30

1,60

7,50

0,44

343,5

X  

-

SWA56-5,5-60-C0F SWA56-6,5-60-C0F

5,5 6,5

15,50 16,30

2,40 2,50

9,40 11,20

0,63 0,81

383,5 423,5

X   SPC5-...-4x2,5-S X  

-

SWA56-2,5-20-C9F

2,5

2,50

0,36

6,50

0,35

323,5

X 

-

SWA56-3,8-20-C9F

3,8

3,80

0,70

7,50

0,44

343,5

X 

-

SWA56-6,1-20-C9F

6,1

5,20

1,10

9,40

0,63

383,5

X  

-

SWA56-8,0-20-C9F

8,0

6,50

1,32

11,20

0,81

423,5

X  

-

SWA71-9,3-20-C9F

9,3

8,0 0

1,60

16,10

2,10

367,0

X  

-

SWA71-13-20-C9F

13,0

11,80

2,30

19,10

2,84

397,0

X  

-

SWA71-15-20-C9F

15,0

13,0 0

2,50

21,10

3,55

427,0

X  

-

SWA71-19-20-C9F

19,0

15,10

2,90

24,10

4,27

457,0

X   SPC3-...-4x4,0-S

-

SWA71-22-20-C9F

22,0

18,50

3,40

26,10

4,99

487,0

X  

-

SWA71-25-20-C9F

25,0

21,50

3,40

31,10

6,43

547,0

X  

-

SWA56-2,5-30-C9F

2,5

3,80

0,66

6,50

0,35

232,5

-

SWA56-4,0-30-C9F

4,0

5,70

0,88

7,50

0,44

343,5

X  

-

SWA56-6,1-30-C9F

6,1

8,50

1,30

9,40

0,63

383,5

X  

-

SWA56-7,0-30-C9F

7,0

9,00

1,50

11,20

0,81

423,5

X

-

SWA71-9,3-30-C9F

9,3

12,00

2,05

16,10

2,10

367,0

X  

-

SWA71-13-30-C9F

13,0

18,00

2,85

19,10

2,84

397,0

X  

-

SWA71-15-30-C9F

15,0

20,00

3,30

21,10

3,55

427,0

X  

-

SWA71-19-30-C9F

19,0

23,00

4,20

24,10

4,27

457,0

X  

SPC1-...-4x1,5-S SPC2-...-4x1,5-S SFC1-. SFC1 -... ..

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

423,5 367,0

X SPC5-...-4x2,5-S SFC1 SFC1-. -... .. X  

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

397,0 427,0 457,0

X   SPC3-...-4x4,0-S X   X  

X   X  

SPC3-...-4x4,0-S

Conector Reto

   m    p    r    0    0    0    3

X

SPC1-...-4x1,5-S X  

SPC2-...-4x1,5-S

X  

Conector Reto    m    p    r    0    0    0    6

X

SPC2-...-4x1,5-S SFC1-. SFC1 -... ..

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

SFC1-. SFC1 -... ..

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

SFC1-. SFC1 -... ..

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

SFC1-. SFC1 -... ..

SPC1-. SPC1 -... ..-4x1 -4x1,5-S ,5-S

Conector 90º

   m    p    r    0    0    0    2

SPC1-...-4x1,5-S SPC2-...-4x1,5-S

Conector 90º

   m    p    r    0    0    0    3

X

SPC1-...-4x1,5-S SPC2-...-4x1,5-S SPC5-...-4x2,5-S

SPC3-...-4x4,0-S

Conector 90º    m    p    r    0    0    0    6

-

SWA56-2,5-60-C9F

2,5

7,50

1,13

6,50

0,35

323,5

-

SWA56-3,6-60-C9F

3,6

10,30

1,60

7,50

0,44

343,5

X X  

SPC2-...-4x1,5-S

-

SWA56-5,5-60-C9F

5,5

15,50

2,40

9,40

0,63

383,5

X   SPC5-...-4x2,5-S

-

SWA56-6,5-60-C9F

6,5

16,30

2,50

11,20

0,81

423,5

X  

Obs.: 1) Para o freio ser liberado é necessário alimentá-lo com uma fonte externa de 24 Vcc com capacidade de corrente

10

 mínima de 0,84 A (20 W) para servomotores da carcaça 56, 56, e 1,05 A (25 W) para para servomotores da carcaça 71.  2) Para aplicações aplicações de servomotores da linha especial, especial, utilizar cabos cabos especiais, pág. pág. 22 (conjunto certificado CE).

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-21  

Linha de Servoacionamento WEG

 Acessórios para para Servoacionamentos Servoacionamentos Especiais CABOS ESPECIAIS Especificações Técnicas C o m p r im e n t o C o n e c t o r CABOS RESOLVER

C ódi go

D e s c r iç ã o

-

SFC1-03m

3 metros

-

SFC1-06m

6 m etr o s

-

SFC1-09m

-

SFC1-12m

12 metros

-

SFC1-15m

15 metros

-

SPC1-03m-4x1,5-S

3 metros

-

SPC1-06m-4x1,5-S

6 m etr o s

-

SPC1-09m-4x1,5-S

9 m etr o s

-

SPC1-12m-4x1,5-S

12 metros

D i â m e t ro

8 vias - 6 x 0,2 mm2, 2 x 0,5 mm 2

9 m etr o s

Reto

E s p e c ia lid a d e

Blindado Movimentação (Curvatura máxima (raio): Estático = 68 mm; Em movimento = 90 mm)

CABOS POTÊNCIA 

-

SPC1-15m-4x1,5-S

-

SPC2-03m-4x1,5-S

-

SPC2-06m-4x1,5-S

6 m etr o s

-

SPC2-09m-4x1,5-S

9 m etr o s

-

SPC2-12m-4x1,5-S

12 metros

-

SPC2-15m-4x1,5-S

15 metros

-

SPC5-03m-4x 2,5-S

3 metros

-

SPC5-06m-4x2,5-S

4 vias x 1, 1,5 5 mm2

Blindado Movimentação (Curvatura máxima (raio): Estático = 40 mm; Em movimento = 120 mm)

15 metros 3 m etr o s

6 m etr o s 4 vias x 2,5 mm

2

-

SPC5-09m-4x2,5-S

-

SPC5-12m-4x2,5-S

12 metros

-

SPC5-15m-4x 2,5-S

15 metros

-

SPC3-03m-4x4,0-S

3 metros

-

SPC3-06m-4x4,0-S

6 m etr o s

-

SPC3-09m-4x4,0-S

-

SPC3-12m-4x4,0-S

12 metros

-

SPC3-15m-4x4,0-S

15 metros

-

SPC4-03m-4x6,0-S

3 metros

-

SPC4-06m-4x6,0-S

6 m etr o s

-

SPC4-09m-4x6,0-S

-

SPC4-12m-4x6,0-S

12 metros

-

SPC4-15m-4x6,0-S

15 metros

4 vias x 4,0 mm2

4 vias x 6,0 mm2

9 m etr o s

9 m etr o s

9 m etr o s

Reto

Blindado Movimentação (Estático = 47 mm; Em movimento = 140 mm)

Blindado Movimentação (Curvatura máxima (raio): Estático = 53 mm; Em movimento = 158 mm)

Blindado Movimentação (Curvatura máxima (raio): Estático = 62 mm; Em movimento = 184 mm)

Obs.: 1) Na linha de Cabos Especiais, todos os modelos possuem conectores retos. O conector reto/90º é diferenciado no servomotor, pág. 20/21.  2) Para aplicações aplicações de servomotores da linha especial, especial, pág 20/21, utilizar cabos especiais especiais (conjunto unto certificado CE).

10

Figura

10-22 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

Curvas Características dos Servomotores SWA  SWA 40 SERVOMOTORES SWA 40-...-30

SWA 56 SERVOMOTORES SWA 56-...-20

SERVOMOTORES SWA 40-...-60

SERVOMOTORES SWA 56-...-30

SERVOMOTORES SWA 56-...-60

SWA 71 SERVOMOTORES SWA 71-...-20

SERVOMOTORES SWA 71-...-30

40

25 22

15

SWA 100 SERVOMOTOR SWA 100-...-28 50

10

Torque Nominal (torque para elevação de temperatura 100ºC)

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-23  

Linha de Servoacionamento WEG

10

10-24 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Motores | Energia | Automação | Tintas

Servoc Ser voconv onversores ersores SC SCA-06 A-06

 

Linha de Servoacionamento WEG

Servoconversores SCA-06 Os Servoacionamentos WEG são utilizados nas mais diversas aplicações industriais, onde, elevada dinâmica, controle de torque, precisão de velocidade e posicionamento são fatores decisivos para o aumento da qualidade e produtividade produtividade.. Possuem todas estas características aliadas a um baixo custo, elevada performance e robustez robustez..

SLOT 1

SLOT 2

SLOT 3

CARTÃO CART ÃO DE MEMÓRIA  M EMÓRIA 

Ca r a c t e r ís t i c a s 10

Entradas digitais rápidas g Entrada analógica g Saída Relé g Entrada USB g Cartão de memória incorporado g  Alim  Alimenta entação ção de d e control con trolee extern ex ternoo g Filtro EMC incorporado (modelo 4/5 A) g Relógio tempo real g

Co m u n ic a ç ã o ModBus g CANopen g Mestre / Escravo g Devicenet g Profibus DP* g Ethercat* g

Filosofia ‘plug and play’: Entradas digitais g Saídas digitais g Entrada analógica g Entrada RS232 isolada g Entrada RS485 isolada g  Ali  Aliment mentação ação 24 Vcc intern in ternoo g Parada de segurança g Simulador de encoder g Entrada encoder externo g

g

Sinus encoder * Funções disponíveis em breve 10-26 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Linha de Servoacionamento WEG

Características Técnicas EspecificaçõesTécnicas

Modelo

Corrente Nominal

4/5 Arms

8 Arms

16 Arms

24 Arms

Corrente Dinâmica (3 segundos)

8 Arms

16 Arms

32 Arms

48 Arms

Tensão Alimentação

220 Vca monofásico ou trifásico

220 Vca trifásico (380 Vca*)

EspecificaçõesTécnicas

Modelo Padrão

Acessórios Opcionais

Entradas Digitais

3 (Rápidas a transistor transistor,, 24 Vcc, 100 kHz, sendo 1 bipolar e 2 não bipolares para contagem de pulsos)

12 (24 Vcc, PNP, NPN)

Saídas Digitais

1 (a Relé)

6 (3 a relé + 3 transistor)

Entradas Analógicas

1 (10 bits, +/- 10 Vcc)

1 (14 bits, +/- 10 Vcc ou 4...20 mA)

Saídas Analógicas

-

Rede Comunicação

CANopen e DeviceNet

1 (12 bits, +/- 10 Vcc ou 4...20 mA) Modbus (RS232 ou RS485 isoladas), Profibus* e Ethercat*(Meio físico EtherNet e fibra óptica)

Realimentação

Resolver (abs. em 1 volta) 16.384 ppr

Encoder Senoidal*

Saída Simulador Encoder

-

Canais A, A\, B, B\, Z, Z\, alimentação externa 5...24Vcc

Entrada Encoder Externo

-

Canais A, A\, B, B\, Z, Z\, alimentação externa 5...24Vcc

 Alimentação controle

24 Vcc externo

Fonte 24 Vcc interno, Imax.= 140 mA 

Função Parada de Segurança

-

Sim

Cartão Memória

Módulo memória flash incorporado, capacidade memória 1MB

Programação Temperatura Ambiente

USB, Linguagem Ladder, Ciclo scan fixo (configurável), programa até 64 kbytes 5 0 ºC

Grau de Proteção

IP20

* Disponíveis em breve

10

Guia de Aplicação Servoacionamento | 10-27  

Linha de Servoacionamento WEG

10

10-28 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

 Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa Mass a

 ANEXO 1 - CÁLCULO CÁLCULO DO MOMENTO MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA  1. MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS SIMPLES  A seguir são s ão apresentadas aprese ntadas as expressõ expressões es para o cálculo do d o momento de inércia de massa  massa J   [kgm2] de formas geométricas geométric as simples, em relação ao seu eixo baricêntrico, baricêntr ico, ou seja, o eixo que passa pelo seu centro de gravidade.  Todas  T odas as unidades unid ades deverão deve rão ser as do Sistema Sis tema Internacional Internaciona l (SI). Serão utilizadas as seguintes notações: m

– massa [kg]

ρ 

– massa específica [kg/m3]

D

– diâmetro externo [m]

d

– diâmetro interno [m]

Db 

– diâmetro da base [m]

l

– comprime comprimento nto [m]

a, b

– lados [m]

a) Disco ou cilindro maciço O momento de inércia de massa de um disco, ou de um cilindro maciço, referido ao seu eixo longitudinal é

J = 1/8 * m * D 2 [kgm2],

 

(A1.1)

 

(A1.2)

ou J = π /32 * ρ * D4 * l [kgm2]

b) Cilindro oco 11

Guia de Aplicação A plicação Servoacionamento Ser voacionamento | 1111-1  

 Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa J = 1/8 * m * (D 2 + d2) [kgm2]

 

(A1.3)

 ou J = π /32 * ρ * (D4 - d4) * l [kgm2]

 

(A1.4)

c) Paralelepípedo

J = 1/12 * m * (a 2 + b2) [kgm2]

 

(A1.5)

 ou J = 1/12 * ρ * (a3b + ab3) * l [kgm2]

 

(A1.6)

d) Cone

J = 3/40 * m * D b2 [kgm2]

 

(A1.7)

 ou 11

J = π /1  /160 60 * ρ * Db4 * l [kgm2]

 

(A1.8)

11-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Mass a  Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa 2. TEOREMA DOS EIXOS PARALELOS O momento de inércia de massa J’ [kgm2] de um corpo em relação a um eixo paralelo ao seu eixo baricêntrico é dado por J’ = J + m * e2

 

(A1.9)

Sendo: e – distância entre os eixos [m], e   J – momento de inércia de massa em relação ao eixo baricêntr baricêntrico ico

3. MOMENTO DE INÉRCIA DE FORMAS COMPOSTAS

Exemplo:  

J1 = 1/8 * m1 * (D12 + d12) [kgm2]

 

J2 = 1/8 * m2 * D12 + d22) [kgm2]

 

J3 = 1/8 * m3 * (D22 + d22) [kgm2]

 

J4 = 1/8 * m4 * D22 [kgm2]

ou  

J1 = (π * ρ) / 32 * (D14 – d14) * I1

 

J2 = (π * ρ) / 32 * (D14 – d24) * I2

 

J3 = (π * ρ) / 32 * (D24 – d24) * I3

 

J4 = (π * ρ) / 32 * D24 * I4

 

J = J1 + J2 + J3 + J4 [kgm2]

Onde: mi 

-

D1, D2  -

massa de cada primitiva i da peça [kg] diâmetros externos [m]

11

d1, d2 

-

diâmetros internos [m]

Ii 

-

comprimentos comprime ntos de cada primitiva i da peça [m] Guia de Aplicação Servoacionamento | 11-3

 

 Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa 4. MOMENTO DE INÉRCIA DE CORPOS QUE SE MOVEM LINEARMENTE O momento de inércia de uma massa m [kg] que se move linearmente reflete-se no seu eixo de acionamento da seguinte forma:

4.1 Acionamento através de parafuso de movimento (fuso) 2

2

J = m * (p / 2π)  [kgm ]

 

(A1.10)

Sendo: p – passo do fuso [m]

4.2 Acionamento através de pinhão/cremalheira, ou tambor/cabo, ou ainda rolete/esteira J = m * r2 [kgm2]

 

(A1.11)

Sendo: r – raio primitivo do pinhão, ou raio externo do tambor ou rolete [m]

5. TRANSMISSÃO MECÂNICA  O momento de inércia de massa é refletido do eixo de saída (2) para o eixo de entrada (1) de uma transmissão de acordo com a seguinte expressão: J1 = J2 / i2

 

Onde: J2  – momento de inércia [kgm2] no eixo de saída (2), com rotação n 2 [rpm] J1  – momento de inércia [kgm2] no eixo de entrada (1), com rotação n1 [rpm] i

– razão de transmissão (i = n1 / n2)

6. EXEMPLOS DE CÁLCULOS DE MOMENTO DE INÉRCIA DE MASSA  6.1 Calcular o momento de inércia de massa J do volante mostrado na figura abaixo

11

(A1.12)

a) Momento de inércia do volante maciço J1 = (π * ρ) / 32 * d14 * I1 11-4 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Mass a  Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa b) Momento de inércia dos alívios laterais (negativo) J2 = (π * ρ) / 32 * d24 * (I1 – I2) c) Momento de inércia dos excessos excessos laterais do cubo (positivo) J3 = (π * ρ) / 32 * d34 * (I3 – I2) d) Momento de inércia do furo do cubo (negativo) (negativo) J4 = (π * ρ) / 32 * d44 * I3 e) Momento de inércia de um furo da alma J5 = (π * ρ) / 32 * d54 * I2 f) Transposiç ransposição ão de e) para o eixo baricêntrico do volante J’5 = [(π * ρ) / 32 * d54 * I2] + [(π * ρ) / 16 * d52 * d62 * I2] J’5 = (π * ρ) / 32 * d 52 * I2 * (d52 + d62) g) Momento de inércia de massa do volante J = J1 – J2 + J3 – J4 – (4 * J’5) J = (π * ρ) / 32 * {d14 * I1 – d24 * (I1 – I2) + d34 * (I3 – I2) – d44 * I3 – 4 * [d 52 * I2 * (d52 + 2 * d62)]}

6.2 Para o sistema mostrado no diagrama abaixo, calcular o momento de inércia total referido ao eixo do motor

Dados: JM  = JP1 = JP2 = I = JF  =

momento de inércia de massa do rotor do motor [kgm2] momento de inércia de massa da polia motora P1 [kgm2] momento de inércia de massa da polia movida P2 [kgm2] razão de transmissão (i = n1 / n2) momento de inércia de massa do fuso de esferas recirculantes [kgm2]

F p mM   = = mP =

passo rosca fusoda demáquina esferas recirculantes [m] massa da móvel dado mesa [kg] massa da peça [kg]

11

Logo, J TOt = JM + JP1 + (1/I2) * [JP2 + JF + (pF /2π)2 * (mM + mP)] Guia de Aplicação Servoacionamento | 11-5  

 Anexo 1 - Cálculo do Momento de Inércia de Massa

11

11-6 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Aplicaç ão  Anexo 2 - Check-List para Detalhamento da Aplicação

 ANEXO 2 - CHECK-LIST CHECK-LIST PARA DETALHAMENTO DETALHAMENTO DA APLICA APLICAÇÃO ÇÃO FOLHA DE DADOS PARA DIMENSIONAMENTO - SERVOACIONAMENTOS Dados Gerais Empresa:

Tel.:

Cidade / Estado: Pessoa de Contato:  Aplicação / Carga:

Fax: E-mail:

Gráfico da Velocidade x Tempo do Ciclo de Trabalho (especificar as u nidades utilizadas)

Desenho dos Elementos de Transmissões Mecânicas (identificar os elementos)

12

Guia de Aplicação Servoacionamento | 12-1  

Aplicaçã o  Anexo 2 - Check-List para Detalhamento da Aplicação ELEMENTOS DE TR AN SMISSÃO MECÂNICA INÉRCIA DA CARGA  POLIAS /  CORREIA 

Razão de Transmissão Inércia da Polia Motora Inércia da Polia Movida Eficiência

R EDUTOR

Ra zão de Transmissão Inércia Eficiência

FUSO DE ESFERAS

Passo Diâmetro do Fuso Comprimento Pré-Carga Eficiência Coeficiente de Atrito Peso da Mesa + Carga Força Externa na Carga Inclinação

CARGA  MÓVEL

Raio do Pinhão ou do Cilindro Inércia do Pinhão ou do Cilindro Inércia das Polias Extras Perdas Peso da Carga e Cremalheira ou Corrente Força Exterma na Carga Inclinação

12

GR AN DEZ AS MECÂN ICAS (unidades)

12-2 | Guia de Aplicação Servoacionamento  

Referências Bibliográficas

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 

 

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              

             

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