O que são Sistemas de Acionamento Elétrico

Definição

Um sistema de acionamento elétrico é definido como um mecanismo projetado para regular a velocidade, o torque e a direção de um motor elétrico. Embora cada sistema de acionamento elétrico possa ter características únicas, eles também compartilham várias características comuns.

Sistemas de Acionamento Elétrico

A figura abaixo ilustra a configuração típica de uma rede de distribuição de energia em nível de planta. Neste cenário, o sistema de acionamento elétrico recebe sua alimentação alternada (AC) de um Centro de Controle de Motores (MCC). O MCC atua como um hub central, supervisionando a distribuição de energia para múltiplos acionamentos situados em uma área específica.

Em plantas de fabricação de grande escala, muitos MCCs estão frequentemente em operação. Esses MCCs, por sua vez, recebem energia do centro de distribuição principal conhecido como Centro de Controle de Energia (PCC). Tanto o MCC quanto o PCC geralmente empregam disjuntores de ar como os principais elementos de comutação de energia. Esses componentes de comutação são projetados para lidar com cargas elétricas com classificações de até 800 volts e 6400 amperes, garantindo gerenciamento confiável e eficiente de energia dentro do sistema de acionamento elétrico e da infraestrutura geral da planta.

O acionamento de motor de indução controlado por inversor GTO é mostrado na figura abaixo:

Principais Partes dos Sistemas de Acionamento Elétrico

As seguintes são as principais componentes desses sistemas de acionamento:

• Chave AC de entrada

• Conversor de potência e conjunto de inversor

• Disjuntores DC e AC de saída

• Lógica de controle

• Motor e a carga associada

As principais partes do sistema de energia elétrica são detalhadas abaixo.

Disjuntores AC de Entrada

Os disjuntores AC de entrada consistem em uma unidade de chave-fusível e um contato de potência AC. Esses componentes geralmente têm classificações de tensão e corrente de até 660V e 800A. Em vez de um contato normal, um contato montado em barra é frequentemente usado, e um disjuntor de ar serve como a chave de entrada. O uso de um contato montado em barra estende as capacidades de classificação para até 1000V e 1200A.

Este disjuntor está equipado com um fusível de Alta Capacidade de Interrupção (HRC) classificado para até 660V e 800A. Além disso, inclui um mecanismo de proteção térmica contra sobrecarga para proteger o sistema. Em alguns casos, o contato do disjuntor pode ser substituído por um disjuntor de caixa moldada para melhor desempenho e proteção.

Conjunto de Conversor/Inversor de Potência

Este conjunto é dividido em dois sub-blocos principais: eletrônica de potência e eletrônica de controle. O bloco de eletrônica de potência consiste em dispositivos semicondutores, dissipadores de calor, fusíveis semicondutores, supressores de surtos e ventiladores de refrigeração. Esses componentes trabalham juntos para lidar com tarefas de conversão de alta potência.

O bloco de eletrônica de controle inclui um circuito de disparo, sua própria fonte de alimentação regulada e um circuito de acionamento e isolamento. O circuito de acionamento e isolamento é responsável por controlar e regular o fluxo de energia ao motor.

Quando o acionamento opera em uma configuração de loop fechado, inclui um controlador junto com loops de feedback de corrente e velocidade. O sistema de controle apresenta isolamento de três portas, garantindo que a fonte de alimentação, entradas e saídas sejam isoladas com níveis adequados de isolamento para aumentar a segurança e a confiabilidade.

Supressores de Surto de Linha

Os supressores de surto de linha desempenham um papel crucial na proteção do conversor semicondutor de picos de tensão. Esses picos podem ocorrer na linha de energia devido à ligação e desligação de cargas conectadas à mesma linha. O supressor de surto de linha, em combinação com indutância, suprime efetivamente esses picos de tensão.

Quando o disjuntor de entrada opera e interrompe o fornecimento de corrente, o supressor de surto de linha absorve uma certa quantidade de energia armazenada. No entanto, se o modulador de potência não for um dispositivo semicondutor, um supressor de surto de linha pode não ser necessário.

Lógica de Controle

A lógica de controle é usada para intertravamento e sequenciamento das várias operações do sistema de acionamento em condições normais, de falha e de emergência. O intertravamento é projetado para evitar operações anormais e inseguras, garantindo a integridade do sistema. O sequenciamento, por outro lado, garante que as operações de acionamento, como partida, frenagem, inversão e jogging, sejam realizadas em uma sequência pré-determinada. Para tarefas complexas de intertravamento e sequenciamento, um controlador lógico programável (CLP) é frequentemente empregado para fornecer controle flexível e confiável.