Na área de controle de motores e eficiência energética, os conceitos de plugging e frenagem regenerativa provaram ser inovações revolucionárias que melhoram o desempenho dos motores DC. Estas técnicas inovadoras não só melhoram a eficiência global dos motores, mas também abrem caminho para poupanças de energia significativas e redução do impacto ambiental. Os motores CC podem recuperar energia anteriormente perdida através da utilização de plugging e frenagem regenerativa, alcançando novos níveis de sustentabilidade e gestão de energia.
Compreendendo os motores DC
Antes de entrarmos no plug-in e na frenagem regenerativa, vamos entender rapidamente como funcionam os motores CC. Um motor de corrente contínua (motor de corrente contínua) converte energia elétrica em energia mecânica. Consiste em dois componentes principais: o estator (a parte estacionária) e o rotor (a parte rotativa). Quando uma tensão CC é aplicada aos terminais do motor, ela cria um campo magnético no estator que interage com o campo magnético do rotor. Essa interação cria movimento rotacional, razão pela qual os motores CC são amplamente utilizados em diversas aplicações.
Plugar
A figura a seguir mostra como conectar um motor shunt CC. Nesta técnica, o motor tende a girar em direções opostas invertendo a conexão da armadura, o que proporciona o efeito de frenagem essencial. Quando o motor retornar à posição inicial, a conexão de alimentação deverá ser desconectada, caso contrário ele girará continuamente na direção oposta.
Embora as conexões da armadura sejam invertidas, as conexões nos enrolamentos de campo permanecem as mesmas. Portanto, a corrente da armadura se inverte. O EMF traseiro se opõe à tensão aplicada quando o motor está funcionando normalmente. Se a conexão da armadura for invertida, a fem traseira e a tensão usada atuam em uma direção semelhante em todo o circuito. Assim, uma tensão igual a V+Eb é aplicada ao circuito da armadura. Como Eb é igual à tensão da fonte, a tensão aplicada através da armadura é de 2 V. Ao alterar as conexões da armadura, um resistor ajustável R é inserido no circuito para limitar a corrente a um valor seguro.
Agora veremos como o torque de frenagem depende da rotação do motor.
Da figura acima (conectando)
Corrente de armadura IA = (V + Eb) / (R=RA)
Em um motor shunt DC, Φ é constante.
Daí o torque de frenagem ∴ TB = K5 + K6N
Portanto, o torque de frenagem diminui à medida que a rotação do motor diminui. Mesmo que a rotação do motor seja reduzida a zero, um certo torque de frenagem (Tb =K5)
Benefícios de conectar
- Frenagem rápida: A conexão permite uma frenagem rápida, o que é fundamental para a segurança em muitos ambientes industriais. Ele pode parar um motor em milissegundos, evitando acidentes e minimizando danos ao equipamento.
- Inversão de direção: A conexão permite a reversão instantânea da direção do motor, tornando-o ideal para aplicações onde são necessárias mudanças frequentes no movimento.
- Dissipação de energia: A conexão dissipa o excesso de energia na forma de calor nos enrolamentos do motor, o que pode ser benéfico em cenários onde a recuperação de energia não é uma preocupação principal.
Frenagem regenerativa
Vantagens da recuperação de energia de frenagem
- Recuperação de energia: A frenagem regenerativa captura a energia cinética do motor em movimento e a converte novamente em energia elétrica que pode ser armazenada em baterias ou reutilizada no sistema. Isto contribui para a eficiência energética e reduz os custos operacionais.
- Vida útil prolongada: Ao dissipar menos energia na forma de calor, a frenagem regenerativa pode prolongar a vida útil dos motores CC, reduzindo os custos de manutenção e substituição.
- Danos ecológicos: A funcionalidade de poupança de energia da travagem regenerativa reduz o impacto ambiental global das aplicações com utilização intensiva de energia, tornando esta tecnologia uma escolha amiga do ambiente.
Aplicações de obstrução e frenagem regenerativa
Tanto a frenagem deslizante quanto a frenagem regenerativa são usadas em vários setores:
- Indústria automobilística: A travagem regenerativa é uma característica fundamental dos veículos elétricos e híbridos, pois reduz o consumo de combustível e aumenta a autonomia.
- Automação industrial: O plugging é usado para controlar com precisão correias transportadoras, braços robóticos e máquinas CNC.
- Elevadores e escadas rolantes: O entupimento garante um movimento suave e controlado em sistemas de transporte verticais.
- Manuseio de materiais: Ambas as tecnologias são indispensáveis para empilhadeiras e guindastes e garantem segurança e controle operacional.
Reação da armadura no motor DC
No primeiro método, os enrolamentos de campo são separados da fonte e a corrente de campo é aumentada pela excitação de uma fonte separada. Portanto, a força eletromotriz induzida excede a tensão da fonte e a máquina alimenta o cabeçote com energia. Portanto, o torque de frenagem é aplicado até a rotação do motor até que a força eletromotriz induzida e a tensão de alimentação sejam iguais. Uma vez que a rotação do motor cai, é impossível manter a força eletromotriz induzida em um valor superior à tensão de alimentação. Portanto, esta tecnologia é usada apenas para uma faixa de velocidade limitada.
Em outra técnica, a carga faz com que o motor funcione acima da velocidade nominal (isto é, reduzindo a carga em uma talha) em vez de alterar a excitação do campo. Isso torna a força eletromotriz induzida mais forte que a tensão da fonte. Portanto, a corrente na armadura se inverte e o vento no campo shunt permanece inalterado. Isto altera o torque e diminui a velocidade do motor até que a força eletromotriz induzida se torne menor que a tensão de alimentação.
Conclusão
Em resumo, o poder de plugamento e frenagem regenerativa em motores CC é um avanço notável que está revolucionando a eficiência energética e o controle em diversas aplicações. O disparo, uma técnica de reversão da tensão da armadura, permite paradas e trocas rápidas, melhorando a segurança e a manobrabilidade em ambientes industriais. Por outro lado, a travagem regenerativa recupera a energia cinética durante a desaceleração e converte-a novamente em energia eléctrica, reduzindo o desperdício e aumentando a eficiência global. Ao aproveitar estas capacidades, as indústrias podem reduzir significativamente o consumo de energia e os custos operacionais, contribuindo para um futuro mais verde e sustentável. A utilização destas tecnologias abre uma nova era de controlo inteligente de motores que beneficia as empresas e o ambiente.
