Projeto e implementação de um driver para controle de velocidade de um motor CC

Abstract

O artigo aborda o projeto e a implementação de um driver com o intuito de acionar e controlar a velocidade de um motor de corrente contínua (CC) presente em um dos laboratórios do IFSC. Inicialmente, apresenta-se o motor CC utilizado, incluindo os dados técnicos e o modelo do circuito elétrico. Em seguida, explora-se o encoder óptico, que envia pulsos ao microcontrolador conforme a velocidade do motor. Além de calcular a velocidade e apresentar dados no display de cristal líquido (LCD), o microcontrolador também é responsável pelas saídas PWM (Pulse Width Modulation), que controlam a tensão na armadura e no campo do motor CC. O LCD, além de exibir a velocidade desejada e a lida, permite variar a velocidade desejada através de seus botões. Um circuito contendo o TCA785 recebe um PWM do microcontrolador e é responsável por disparar os tiristores. Para o comando do campo, um driver recebe um PWM do microcontrolador e tem por função acionar o mosfet. Na etapa de potência, foi desenvolvido um retificador controlado à tiristor para controlar a armadura, e para acionar o campo foi utilizado um retificador monofásico de onda completa com filtro capacitivo somado a um conversor do tipo buck para ajustar o nível de tensão. Os esforços nos componentes são apresentados, além do cálculo térmico. O circuito snubber foi projetado para evitar disparos involuntários dos tiristores. O controle da velocidade foi realizado em malha fechada, utilizando um controlador PI. Por fim, o protótipo e os resultados são apresentados.