O que são Motores Dahlander

O que são Motores Dahlander?  

     É um motor trifásico que permite a variação de velocidade através da comutação de pólos. A ligação Dahlander permite uma relação de pólos de 1:2 o que corresponde a mesma relação de velocidade. Quando a quantidade de pólos é maior a velocidade é mais baixa, quando é menor a velocidade é mais alta. Isso decorre da Formula : n = 120 x f x (1-s) / p, quando a freqüência é 60 Hz, onde n = velocidade , p o número de pólos, s = escorregamento e f a freqüência

     O motor trifásico de indução Tipo Dahlander é o motor cuja arquitetura interna das bobinas possibilita obter em um mesmo motor duas velocidades, sendo uma o dobro da outra.

     Como o motor Dahlander trabalha disponibilizando as bobinas de forma a atuarem em ligações de pólos conseqüentes e pólos ativos, com isso podemos fazer com que dois grupos de bobinas, se obtenham quatro pólos; com quatro grupos de bobinas, se obtenham quatro ou oito pólos, e com seis bobinas, seis ou doze pólos, conforme ilustração abaixo:

     Existem três tipos de arranjos de ligação, que fornecem três situações:

     Conjugado constante, Potência constante e Conjugado variável.

     A escolha depende do tipo de carga que será acionada. Por exemplo: nas bombas centrífugas e ventiladores, o conjugado aumenta quadraticamente com a velocidade, portanto é variável.
     Na modalidade conjugado constante, o conjugado nas duas rotações é constante e a relação de potência é de 0,63:1. Exemplo: Motor 0,63/1CV, IV / II pólos D / YY.
     Na modalidade Potência constante, a relação de conjugado é de 1:2 e a potência permanece constante. Exemplo: Motor 10 / 10 CV, IV / II pólos, YY / D.
     Na Modalidade Conjugado Variável a relação de potencia é de 1:4. Exemplo: Motor 1 / 4 CV, IV/II pólos, Y / YY.

 Acionamento do motor dahlander:

     É feito um acionamento através de uma partida semelhante a estrela triângulo sem temporização, embora à primeira vista o comando se assemelhe ao da partida, é importante salientar que para menor velocidade utiliza-se apenas um contator o qual alimentará os terminais 1U, 1V e 1W, ligando apenas o contator K1. Quando se quer a maior velocidade alimenta os terminais 2U, 2V e 2W e curto-circuita os terminais 1U, 1V e 1W através dos contatores K3 e K2.

Sequência operacional:

     Partida do motor em baixa rotação: Pulsando-se a botoeira conjugada b1, energiza-se a bobina do contator c1, que se mantém por seu contato de selo c1, e abre outro contato NF de c1.

     Partida do motor em alta rotação: Pulsando-se a botoeira conjugada b2, desenergiza-se a bobina do contator c1 primeiramente, através do contato NF de b2. Simultaneamente, o contato NA de b1 é fechado, e o contator c2 fica energizado, e se mantém ligado por seu contato de selo.

     Este também, energiza a bobina do contator c3, através de seu contato auxiliar NA. O motor parte em alta rotação.

     Interrupção: Pulsando o botão b0, desliga-se todo o circuito de comando e por sua vez desliga o motor trifásico.

Aplicação:

     Os motores Dahlander têm sido usado em máquinas e equipamentos diversos, onde à necessidade de mais de uma velocidade, e é aplicado em pontes rolantes, esteiras, máquinas-ferramenta com tornos, retificas entre outros. O motor Dahlander por sua facilidade de controle vêm sempre mantendo seu espaço na industria, mesmo com toda tecnologia desenvolvida no controle de velocidade de motores AC (Inversores).

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Aula sobre contatores

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Como programar a frenagem de um inversor de frequência

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Como instalar um inversor de frequência parte1

          
     Este post descreve os procedimentos de  fixação e de instalações elétricas de potência e controle de um inversor de frequência, utilizando com exemplo um inversor da marca WEG CFW09.
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     Primeiramente devemos escolher o localização em que vai ser instalado o inversor, deve-se utilizar uma superfície plana na posição vertical,  livre de poeira e umidade.
     Quando instalado dentro de um painel  ou caixas metálicas fechadas, prover exaustão adequada para que a temperatura fique dentro da faixa permitida, a localização é um fator determinante para um bom funcionamento e assegurar a vida útil de seus componentes.

     Fixando o inversor:

     Para inversores de 6 A a 14 A colocar primeiramente os parafusos de baixo, apoiar o inversor e então os parafusos de cima como mostra a figura 1:

Figura 1

     Para modelos acima de 14 A colocar primeiro os parafusos na superfície na qual o inversor será instalado colocar o inversor e em seguida reapertar os parafusos como mostra a figura 2:

Figura 2

Ligando as conexões de potência:

     No inversor existem conexões de entrada de alimentação e saída para o motor. Nas conexões de entrada deve-se prever um seccionador ( como um contator, chave seccionadora, etc ), que deve seccionar a rede de alimentação quando necessário executar uma provável manutenção.
     Deve-se utilizar fusível ultra- rápido do tipo VR com a corrente igual ao indicado para cada modelo de inversor, para proteção correta de seus componentes eletrônicos.
     A tensão de rede deve ser compatível co  a tensão nominal do inversor. Não utilizar banco de capacitores para correção do fator de potência na entrada e nem na saída do inversor, isso também prejudica a vida útil de seus componentes.

Ligando as conexões de controle.

     As conexões de sinal (entradas/saídas analógicas) e controle (entradas/saídas digitais, saídas à relé) são feitas nos seguintes conectores:
     As DI são entradas digitais que funcionam com tensão de 24 Vdc gerada pelo próprio inversor que tem como opção de conectar um circuito de comando a distância como por exemplo uma botoeira ou um relé, como mostra a figura 3:

Figura 3

     As AI 1 e AI 2 são entradas analógicas de referencia de sinal, nelas podem ser conectadas como por exemplo um potenciômetro ou até mesmo o sinal de um controlador (sinal 0 a 10) Vcc ou (0 a 20) mA / (4 a 20) mA, como mostra a figura 4:

Figura 4

    As AO 1 e AO 2 são saídas analógicas de referência de sinal, na AO 1 é um sinal de referência de rotação já a AO 2 é uma referência de corrente do motor, onde em ambas você  pode estar conectando como por exemplo um indicador de velocidade ou mesmo de corrente. Figura 5:

Figura 5

     As RL são relé que podem ser utilizados como contatos auxiliares e são programáveis como mostra a figura 6:

Figura 6

  
       Agora você já conhece as conexões de um inversor e para que servem, no próximo post vou publicar quais os tipos de ligações e como proceder para configura- lo.    
  

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Dimensionamento de condutores

   
     Para se obter um dimensionamento correto dos condutores é necessário dois critérios importantes em circuitos trifásicos, que são a corrente e queda de tensão.
     O condutor deverá suportar uma corrente maior que a do equipamento. A corrente corrigida deve ser determinada para que se possa dimensionar os condutores.
      Ela é determinada levando-se em consideração a temperatura ambiente (instalação) e a disposição dos condutores dentro das tubulações, leitos e eletrocalhas.
     Calculando a corrente do motor:

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      Onde:

     Inm = corrente nominal do motor.
     Pmec = potência mecânica do motor;
     U = tensão nominal de alimentação do motor;
     fp = fator de potência do motor;
     η = rendimento do motor;

     Agora devemos consultar uma tabela de algum determinado fabricante de cabos no qual será utilizado ou também poderá ser consultado a NBR 5410  lá você encontra o condutor necessário para a corrente calculada do seu projeto
     O fator de temperatura deve ser aplicado quando a temperatura da instalação for diferente de 30°C em instalações subterrâneas e 20°C em instalações aparente.
     Os valores de capacidade de condução de corrente fornecidos pelas tabelas 36 a 39 são válidos  para o número de condutores carregados que se encontra indicado em cada uma de suas colunas. Para linhas elétricas contendo um total de condutores superior às quantidades indicadas nas tabelas 36 a 39,  a capacidade de condução de corrente dos condutores de cada circuito deve ser determinada, usando-se as  tabelas 36 a 39, com a aplicação dos fatores de correção pertinentes dados nas tabelas 42 a 45 (fatores de  agrupamento).
     Feito isso devemos então calcular a queda de tensão:

     Onde:

     AV = Queda de tensão em %:
     I = corrente do projeto
     R = Resistividade do condutor:
     S = Secção do condutor:
     U = Tensão de linha:
     L = Comprimento do circuito:

    Os condutores deverão ser dimensionados para atender a queda de tensão máxima admissível.
     Instalações em BT = 5%
     Instalações em AT = 7%
     Instalações atendidas em geração própria = 7%.
 
     As prescrições desta publicação são destinadas a garantir uma vida satisfatória a condutores e  isolações submetidos aos efeitos térmicos produzidos pela circulação de correntes equivalentes às suas  capacidades de condução de corrente durante períodos prolongados em serviço normal. Outras  considerações intervêm na determinação da seção dos condutores, tais como a proteção contra choques  elétricos (ver 5.1 da NBR 5410), proteção contra efeitos térmicos (ver 5.2 da NBR 5410), proteção contra sobrecorrentes (ver 5.3), queda  de tensão (ver 6.2.75410), bem como as temperaturas máximas admissíveis pelos terminais dos componentes da  instalação aos quais os condutores são ligados.
   
    

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Eletricidade

Você sabe o que é Eletricidade? 

Eletricidade pode ser entendida como sendo o fenômeno resultante da interação das partículas que formam a matéria, em especial os elétrons. Para entender melhor o conceito de eletricidade elaborei um pequeno resumo neste post:

                                                                                           Saiba mais ...

Geração de energia elétrica

     A existência da tensão é condição fundamental para o funcionamento de todos os aparelhos elétricos. As fontes geradoras são os meios pelos quais se pode fornecer a tensão necessária ao funcionamento desses consumidores. Essa fontes geram energia de vários modos:

                                                                                           Saiba mais ...

Energia elétrica - introdução  

     A energia elétrica que alimenta as indústrias, comércio e nossos lares é gerada principalmente em usinas hidrelétricas, onde a passagem de água por turbina geradoras transformam a energia mecânica, originada pela queda dágua em energia elétrica. No Brasil a geração de energia elétrica é 80% produzida a partir de hidrelétricas, 11% por termoelétricas e o restante por outros processos. A partir da usina a energia é transformada, em subestações elétricas e elevadas a níveis de tensão (68/ 88/ 138/ 240/ 440/ KV) e transportada em correnta alternada 60hz, atravéz de ...

                                                                                          Saiba mais ...

Tomada para computador

     Computadores podem funcionar com tomadas residenciais. Entretanto podem funcionar melhor ainda e ficarem protegidos de possíveis problemas elétricos se for utilizada uma instalação apropriada para computadores. A instalação é baseada no uso da "tomada de 3 pinos", também conhecida como "tomada 2P+T". Possui três terminais: FASE, NEUTRO e TERRA. 
   
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Tiristores SCR

     O SCR (silicon controlled rectifier, retificador controlado de silício) é um dispositivo com função semelhante à de um diodo (conduz em um único sentido), com diversas aplicações em eletrônica industrial. Fisicamente, consiste da junção de quatro camadas P e N alternadas entre si, com três terminais: anodo (A), catodo (K) e porta ou gate (G).

     Na figura, podemos observar que a corrente principal (IA) entra pelo terminal do anodo (A) e segue até o catodo (K), como ocorre em um diodo comum.
     A porta (G) permite que se aplique uma corrente (com intensidade menor que a aplicada no anodo), que controla a condução do SCR.
     As principais aplicações do SCR são:
     Retificador – Atua como um diodo comum, com a diferença de que é possível controlar a tensão retificada.
     Interruptor – Atua como chave de estado sólido.
     Controle de potência – Atua na variação da potência entregue a um dispositivo (motor, resistência, lâmpada etc.), por meio do ajuste do disparo.
     Amplificador – Atua como amplificador “tudo ou nada”, por meio da diferença das correntes de porta e de anodo.
     O funcionamento do SCR depende dos valores de corrente e tensão a que está submetido. Vamos analisar uma situação em que a porta aberta (IG) está com corrente igual a zero e com tensões aplicadas. O SCR pode, então, operar de três modos:
     1. Se a tensão aplicada no anodo for negativa em relação à tensão aplicada no catodo, dizemos que o SCR está no bloqueio reverso. Nessa condição, ele se comporta de maneira idêntica a um diodo normal, cortado. Assim como no diodo comum, quando a tensão reversa excede a tensão de breakdown (UBR), o dispositivo é destruído.
     2. Se a tensão aplicada no anodo for positiva em relação à tensão aplicada no catodo e menor que a tensão de breakover (UBO), dizemos que o SCR está no bloqueio direto, isto é, continua cortado.
     3. Se a tensão na bateria continuar aumentando, ao atingir um valor maior ou igual à tensão UBO, o SCR passa a conduzir bruscamente, entrando em estado de condução. Quando isso acontece, dizemos que o SCR disparou. Nessa condição, o dispositivo se comporta como chave fechada, porém com queda de tensão elevada em seus terminais. Essa diferença de tensão aumenta a potência a ser dissipada pelo SCR, que necessita, então, de um dissipador – sua principal desvantagem em comparação com uma chave mecânica.
     O termo “disparo” é utilizado em analogia ao que acontece a um projétil deflagrado por arma de fogo, ou seja, uma mudança brusca de condição, pois o projétil parte do repouso para o movimento em frações de segundo.
     No caso do SCR, o disparo (ou condução) ocorre quando algum mecanismo externo provoca pequena variação em suas correntes internas. Para compreender melhor, observe a figura. Nessa configuração, a estrutura do SCR utiliza dois transistores, um PNP e outro NPN, ligados entre si por uma realimentação
 positiva (regeneração). Em tal modelo, ao ocorrer variação em qualquer uma das correntes internas, por menor que seja, haverá amplificação do sinal, fazendo com que as correntes aumentem até os dois transistores saturarem. A passagem do corte para a condução é extremamente rápida, por causa da realimentação positiva interna, motivo pelo qual se emprega o termo “disparo”.

     Podemos identificar pontos do circuito nos quais alguns dos fatores citados estão atuando, por exemplo: a tensão aplicada; a tensão de breakover (UBO): o mecanismo que causa esse início de processo (surgimento de uma corrente inicial) se a corrente de porta for nula e o valor da tensão (em geral varia de 30 a 1 000 V e depende do SCR e de sua aplicação).
     Depois que o SCR atinge o estado de condução, para fazer o dispositivo cortar novamente é necessário que a tensão de anodo, ou seja, a corrente (IA), fique abaixo de um valor chamado de tensão de manutenção (UH), também conhecido por corrente de manutenção (IH). Para conhecer o valor dessa corrente, é preciso consultar o manual do fabricante, pois varia para cada tipo de SCR, por exemplo: no TIC106 é da ordem de 2 mA e no TIC126, de 40 mA.
     Vimos que a porta (G) é o terminal no qual se aplica a corrente que inicia o processo de disparo quando a tensão de anodo ainda é bem menor que UBO. Quanto maior a corrente aplicada, menor será o valor da tensão de anodo necessária para disparar o SCR. Após o disparo, a porta pode ser desligada (aberta ou colocada em curto com o catodo), pois o SCR continuará a conduzir. O desligamento (reset ou corte) do dispositivo é feito quando a corrente de anodo diminuir abaixo da corrente de manutenção (IH) ou quando a tensão de anodo cair abaixo da tensão de manutenção (UH). Em determinadas aplicações, uma tensão reversa de anodo pode acelerar a mudança de estado de um SCR.

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Módulos de entrada e saída analógica de um CLP

     A alta escala de fabricação, o baixo custo e a disponibilidade de circuitos integrados possibilitaram que na estrutura do CLP fosse incluída grande capacidade de processamento de dados. Isso também propiciou a expansão da capacidade de E/S e a implementação de módulos analógicos e digitais no CLP. Os módulos de E/S analógicas permitem controlar e monitorar correntes e tensões compatíveis com muitos sensores, válvulas, acionadores de motores e instrumentos de processo. 
     Apresentam-se a seguir os dispositivos típicos que são interfaceados com os módulos de E/S analógicas.
     a) Dispositivos com módulos de entrada analógica:
• transdutores diversos;
• transmissores eletrônicos;
• instrumentos analíticos;
• potenciômetros.
     b) Dispositivos com módulos de saída analógica:
• indicadores analógicos;
• drives de motores;
• registradores;
• transdutores I/P;
• válvulas elétricas.
     As interfaces analógicas normalmente estão disponíveis para diversos tipos de padrão, como operação unipolar e diferencial de corrente ou de tensão.

Módulos de entrada analógica

     Os dispositivos de campo fornecem sinais (de tensão ou corrente elétrica) para os módulos de entrada analógica, que, por meio de circuito (conversor analógico- -digital – A/D), converte esses sinais analógicos em uma informação digital.
     Esses sinais analógicos de entrada são inseridos no CLP na forma binária e armazenados em uma posição de memória para uso posterior. Os módulos de entrada possuem alta impedância, possibilitando a interface com os dispositivos de campo sem causar sobrecarga ou afetar sua operação. A interligação com os dispositivos de campo é feita por cabos blindados, que reduzem os ruídos elétricos de fontes externas, além de possuírem filtro e isolação elétrica para proteger os módulos.

     Os padrões usuais para os módulos de entrada analógica são apresentados na
tabela a seguir:

     Os módulos são projetados para receber quatro, oito ou dezesseis entradas analógicas.
A conversão analógico-digital é feita em 12 ou 14 bits codificados em binário. A configuração de entrada e a operação bipolar ou unipolar podem ser selecionadas por jumpers ou por software.

Módulos de saída analógica

     Os módulos de saída analógica possuem um conversor digital-analógico (D/A) que recebe os valores numéricos na forma binária alocados nos registros do CLP e os converte em grandezas analógicas de tensão ou corrente proporcionais à informação digital e as envia para a saída. A resolução do conversor é de 12 ou 14 bits. Uma saída analógica tem como função fornecer sinal analógico para comandar atuadores analógicos. Todas as outras características são semelhantes às do módulo de entrada analógica.

     

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CLP versus computador

Detalhe da ventilação forçada

     Uma das principais dúvidas no tema automação industrial é se um computador pode ser utilizado para controlar tais tarefas.
     Os computadores atuais possuem grande capacidade de processamento e armazenamento de dados e vasta possibilidade de interfaceamento com dispositivos externos.
     No entanto, existem pontos fracos que devem ser levados em consideração. A princípio, os sistemas operacionais projetados para trabalharem com várias funções, muitas delas não testadas previamente, podem gerar estragos em programas dedicados e específicos, concebidos para controles. Outro problema é o fato de serem plataformas abertas, pois, caso não sejam tomados os devidos cuidados, pode ocorrer invasão de softwares mal-intencionados. A instabilidade de alguns sistemas operacionais também pode ser um item decisório à não utilização de computadores coordenando processos de alta segurança. Um fato importante é que alguns fabricantes têm se especializado na produção de computadores para o trabalho na indústria, os chamados computadores industriais.
     Aos olhos de um operador, por trás do monitor, essas máquinas são similares aos computadores (possuem teclado e mouse), mas tecnicamente existem grandes diferenças construtivas entre ambos.
     Para compatibilizar seus computadores aos ambientes industriais, alguns fabricantes utilizam recursos mecânicos, o que torna os equipamentos mais robustos e resistentes a vibrações e choques, evitando que as placas internas saiam dos slots em que foram encaixadas, bem como coxins de borracha que absorvem parte dessas interferências mecânicas, protegendo o conjunto disco rígido e unidades de CD e outras mídias.
     Além desses cuidados, aplicam o chassi metálico com pintura condutiva e antiestática, que garante níveis de aterramento em todos os pontos do gabinete e forma também uma gaiola de Faraday, proporcionando grande redução de interferências eletromagnéticas nos componentes internos do gabinete. Dessa maneira, completam as características físicas e técnicas desse equipamento os componentes eletrônicos industriais, que toleram altas temperaturas e o posicionamento das placas, que facilita o fluxo de ar filtrado e forçado para dentro do gabinete, criando uma bolsa de ar que impede a entrada de pequenas partículas prejudiciais ao funcionamento do computador.
     Os CLPs possuem um sistema operacional dedicado ao gerenciamento do equipamento, prevendo quais os tipos de periféricos que serão utilizados. Esses periféricos, como os cartões de entrada e saída, digitais e analógicos, são fabricados pela mesma empresa que desenvolveu a unidade de processamento e o respectivo sistema operacional. Normalmente, não aceitam cartões de outros fabricantes, reduzindo, assim, a probabilidade de falhas por incompatibilidades de CLPs.
      Os computadores possuem barramentos universais que permitem que outros fabricantes de outras marcas compatibilizem seus produtos. Isso requer processos de homologação que nem sempre são rápidos e completos, pois tais homologações são executadas com softwares e versões de sistemas operacionais específicos.
     Qualquer variação nessa configuração pode exigir nova homologação. Os computadores possuem capacidade de processamento para equacionamentos matemáticos superiores à boa parte dos CLPs de mercado. Esse detalhe, em alguns processos, é um diferencial importante, como no caso de equipamentos de medição em massa e aferição de produtos acabados. A possibilidade de geração de relatórios locais e a totalização desses resultados já formatados para análises posteriores acabam flexibilizando a solução de automação em células de aferição de produtos.
     Já nas aplicações lógicas e sequenciais, o CLP se destaca pela velocidade de resposta, pela facilidade de implementação de projetos e por sua robustez. Mesmo com todas as características apresentadas sobre computadores industriais, ainda assim os CLPs superam os computadores industriais no que se refere à velocidade de programação e à tolerância a ruídos externos nos canais de comunicação e na entrada de dados, além de suas interfaces já estarem dimensionadas para os diversos padrões elétricos industriais utilizados.
     O tempo reduzido de manutenção e substituição de interfaces dos CLPs também é um ponto muito forte na utilização dessa tecnologia em processos e controles industriais, o que motiva os projetistas a adotá-los. No entanto, ainda resta um papel muito importante do computador na indústria: o monitoramento do processo. Exercendo a função de interface homem-máquina no monitoramento e interação com os processos industriais, o computador tem ganhado espaço importante nessa aplicação. 

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Eletromagnetismo teoria dos domínios

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Comandos elétricos e eletropneumáticos com CLP

     A eletropneumática engloba o controle e a detecção dos movimentos realizados por válvulas de comando e atuadores pneumáticos por meio de dispositivos e sensores elétricos. As lógicas de acionamento utilizadas em comandos elétricos também são empregadas para o acionamento de solenoides, que, por sua vez, servem como pilotos em válvulas eletropneumáticas, assim como os sensores de fim de curso detectam o movimento dos atuadores. Entre os dispositivos e sensores elétricos, pode-se destacar o uso de controladores eletrônicos “inteligentes” (CLPs e computadores).
     Para que o CLP possa interagir com sistemas de comandos eletropneumáticos, é necessário realizar uma simples adequação das grandezas manipuladas no painel elétrico com os padrões utilizados em suas interfaces. As botoeiras e chaves usadas em painéis de comandos elétricos convencionais continuam servindo a necessidade das entradas digitais do CLP, assim como os contatores continuam servindo como atuadores no acionamento de motores e carga de maior potência, uma vez que o CLP não tem por função o “chaveamento” de cargas de potência diretamente em suas interfaces.
     Já para a substituição da lógica em sistemas pneumáticos, é necessária a adequação dos elementos utilizados nesse sistema. Para o acionamento dos atuadores, o CLP assume o controle das válvulas eletropneumáticas, fazendo com que os solenoides executem o acionamento mecânico dos pilotos dos mais diversos tipos de válvulas, independentemente do número de vias e mecanismos de retorno.
     Desse modo, a corrente elétrica que o CLP pode chavear é utilizada no acionamento das válvulas eletropneumáticas, que, por sua vez, podem controlar oavanço e o retorno de atuadores pneumáticos. Já a detecção dos movimentos dos atuadores, se realmente ocorreram ou não, é possibilitada por chaves chamadas sensores de fim de curso. O acionamento das chaves fim de curso é mecânico e possibilita a passagem de corrente elétrica por seus terminais quando o movimento esperado é executado.
     Outra forma muito comum de detectar se o acionamento dos atuadores foi executado é por meio de sensores magnéticos instalados em posições estratégicas no corpo do cilindro. O êmbolo do cilindro possui características magnéticas que acionam pequenas microchaves magnéticas instaladas em suas extremidades.
     Na figura abaixo, podem-se observar detalhes de um atuador pneumático. 

     Comandos eletropneumáticos são dispositivos que utilizam energia elétrica para acionar dispositivos pneumáticos, assim como para detectar eletricamente o posicionamento de seus elementos controlados. A figura 2 exemplifica uma simples automação em comando eletropneumático. 

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Atuadores

     Os atuadores pneumáticos são os dispositivos que realizam o trabalho quando recebem a energia do ar comprimido por meio das válvulas de distribuição e controle. Em sua grande maioria, são cilindros ou atuadores pneumáticos que propiciam o deslocamento de um eixo de acordo com suas características de construção interna. São basicamente classificados como atuadores de simples ação e atuadores de dupla ação.
     A figura 1 ilustra o atuador de simples ação. Apesar de ser compressível, quando o ar comprimido enche uma das câmaras do cilindro, passa a exercer força na parede do êmbolo que isola uma câmara da outra. Dessa maneira, a força contrária que a mola exerce é vencida e ocorre o deslocamento axial de acordo com o modelo do cilindro. Esse avanço é representado pelas situações A e B da figura 1.
     Ao ser acionado, o eixo permanecerá avançado enquanto a pressão interna da câmara for superior à pressão atmosférica, mais a força que a mola exerce no sentido  contrário. Assim, uma vez interrompido o fluxo de ar, a pressão em ambos os lados passa a ser a mesma. A mola devidamente instalada faz sua função, ou seja, garantir que o eixo do cilindro recue, até que seja novamente requisitado seu avanço com uma nova “injeção” de ar comprimido. Esse recuo é representado pelas situações C e D da figura 1.

     O atuador de dupla ação possui avanço igual ao atuador de simples ação, porém, não utiliza mola interna. Depois de se movimentar, o eixo desse atuador permanecerá na mesma posição e imóvel, até que receba uma força mecânica externa ou que a câmara oposta receba ar comprimido. O esquema de funcionamento é apresentado na figura 2.

 

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Válvulas de controle direcional

      No momento em que o sistema exige, as válvulas de controle direcional distribuem o ar aos dispositivos atuadores. Elas permitem ou não a passagem de ar em um único sentido, abrindo ou fechando dutos internos que a compõem. São utilizadas normalmente no avanço ou no recuo dos atuadores.
     As válvulas pneumáticas são classificadas conforme o número de vias que possuem, as posições em que podem ser atuadas e a forma de seu acionamento. O dispositivo de acionamento de uma válvula pneumática também é comumente chamado de piloto.
     Para a diagramação de circuitos pneumáticos, as válvulas são representadas de modo a simular seu funcionamento interno. São sempre simbolizadas por um retângulo, dividido em quadrados, que indicam o número de posições da válvula, correspondendo ao número de movimentações que essa válvula executa por meio de acionamentos externos. A figura exemplifica os retângulos e números de posições de válvulas.

     O controle de fluxo do ar feito pelas válvulas é possível graças à disposição mecânica interna de seus cilindros em relação às vias de acesso a esse atuador. As vias de uma válvula são os acessos pelos quais o sistema de distribuição de ar comprimido chega aos atuadores. A representação das vias é feita com números em volta do diagrama esquemático da válvula.
     No interior de cada quadrado desenhado no retângulo que simboliza uma válvula, podem existir setas, representando a livre passagem de ar entre duas vias, e bloqueios (T), representando a interrupção da passagem de ar de uma das vias. Esses quadrados recebem os sinais da linha de distribuição do ar (linhas que interligam válvulas e acionadores do diagrama esquemático).
     O quadrado interligado no diagrama de distribuição indica a situação de funcionamento da válvula no estado normal. O quadrado ao lado que não possui as linhas de distribuição de ar ligadas a ele representa a situação em que as vias estarão intercomunicadas a partir do acionamento do piloto, o estado normal de funcionamento da válvula garante que a via 4 está ligada à via 3 e que a via 1 está ligada à via 2. Quando o piloto da esquerda é acionado, a via 1 passa a ter comunicação direta com a via 4, e a via 3, comunicação direta com a via 2.
     Essa situação permanece enquanto o piloto estiver pressionado. Ao ser liberado, a mola à direita garante o retorno automático à posição original da válvula.

     O acionamento do piloto dessas válvulas nada mais é que a movimentação de seus cilindros internos. Essa movimentação pode ser executada por ação muscular (provocada pelo homem), por ação mecânica (provocada por um dispositivo mecânico ou outro atuador pneumático) ou por ação eletromecânica (por meio de solenoides que movimentam um núcleo magnético e provocam o deslocamento).
     A figura mostra a simbologia utilizada para cada modelo de piloto usado em pneumática.

     Vamos analisar um modelo de válvula comun encontrado na automação industrial: duas vias e duas posições.
     Na válvula de duas vias e duas posições, o ar que entra pela via 1 é interrompido pela posição 1 do cilindro da válvula, porém, tem possibilidade de escoamento pela via 2, uma vez que o piloto esteja acionado para movimentar o cilindro da válvula para a posição 2.

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Fatores de degradação de sinais em radiopropagação

      Desvanecimento refere-se a flutuações ou variações na intensidade de um sinal durante sua recepção. Esse fenômeno pode acontecer em todos os modos de propagação via rádio. Na propagação por onda terrestre, as duas frentes de onda – a direta e a oriunda de multipercurso – chegam defasadas ao receptor, causando, por vezes, o cancelamento do sinal. Em áreas onde prevalece a propagação por onda celeste, o desvanecimento pode decorrer de duas frentes de onda celeste que tenham percorrido percursos diferentes, chegando, portanto, defasadas ao receptor.
     As variações na absorção e no comprimento do caminho da onda na ionosfera também podem provocar desvanecimento. Uma variação repentina na ionosfera causa a completa absorção de toda a irradiação da onda celeste. O desvanecimento se manifesta, ainda, quando o receptor se localiza perto da fronteira da zona de silêncio ou quando a frequência de operação está próxima ao valor da MUF. Nesses casos, pode ocorrer queda da intensidade do sinal recebido a níveis praticamente nulos.
     Para tentar amenizar os efeitos do desvanecimento, aplica-se a técnica de diversidade, que consiste em utilizar mais de um receptor em regiões com desvanecimento profundo, combinando-os ou selecionando-os mutuamente para obter a melhor recepção possível. Esses receptores devem ter pouca correlação entre si em termos de qualidade de recepção, ou seja, não podem sofrer deterioração de qualidade ao mesmo tempo. Para implementar a técnica de diversidade, muitos são os recursos possíveis:
     a) Diversidade de espaço – Recepção por diferentes antenas (em diferentes posições).
     b) Diversidade de frequência – Diferentes frequências de RF, sempre com as mesmas informações de banda básica.
     Diversas fontes de ruído afetam a recepção da onda de rádio. Elas podem ser naturais, quando o ruído é originado na natureza, ou artificiais, quando o ruído é gerado pelo ser humano.
     No primeiro caso enquadram-se o ruído atmosférico, geralmente a maior causa de ruído na faixa de alta frequência, sendo maior nas regiões equatoriais, diminuindo com a latitude crescente, e o ruído cósmico, oriundo do espaço sideral, afetando mais as altas frequências.
     Entre os ruídos provocados pelo ser humano encontram-se a ignição de motores de combustão, linhas de transmissão, lâmpadas fluorescentes, máquinas em geral e cabos elétricos. Como os ruídos artificiais atuam, em geral, verticalmente polarizados, a utilização de uma antena polarizada horizontalmente auxiliará na redução dos efeitos do ruído.
     A camada D da ionosfera atenua as ondas que a atravessam. A capacidade de atenuação varia de acordo com o ciclo solar, sazonalmente e ao longo do dia, sendo maior no verão e ao meio-dia, conforme o grau de ionização da camada D.
     As condições climáticas influenciam a propagação, determinando principalmente as distâncias dos percursos e atenuações. A chuva, por exemplo, provoca atenuação por absorção de energia, atuando como um dielétrico que dissipa a potência absorvida na forma de aquecimento ou espalhamento. Seu efeito é mais significativo para as frequências acima da faixa de VHF. O nevoeiro causa efeito parecido, sendo mais crítico em altas frequências, acima de 2 GHz.

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Correção do fator de potência

      Uma vídeo aula muito interressante que ensina a calcular passo a passo o fator de potência de uma instalação elétrica. Video aula produzida pelo prof. Ronaldo Lima do SENAI.

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Tipos de ondas em telecomunicações

     Basicamente, há dois tipos de ondas eletromagnéticas transmitidas: onda terrestre e onda celesteo.

     Onda terrestre

     A onda terrestre ou superficial é uma onda cujo modo de propagação depende das características de condutividade do solo e do relevo de uma região. Dependendo da condutividade dos meios que encontra em seu percurso, uma   porção da energia da onda superficial é absorvida pelo solo. O grau de absorção varia de maneira inversamente proporcional à condutividade da superfície: quanto maior a condutividade, menor a absorção e maior o ângulo de inclinação (o ângulo entre a superfície e o plano de transmissão), resultando em maior alcance da onda superficial. Por exemplo, transmissões sobre água salgada têm alcance consideravelmente maior que transmissões sobre o solo.
     A propagação por onda terrestre pode apresentar dois tipos de ondas: onda direta
e onda refletida.
     A onda direta se propaga quase em linha reta entre o transmissor e o receptor.
     Na verdade, é ligeiramente inclinada em direção à superfície, devido à refração na troposfera, com distância de transmissão indo além do horizonte visual. É também chamada de onda troposférica.
    A onda refletida é a porção da onda terrestre que se reflete na superfície. A intensidade com que ela é refletida depende do coeficiente de reflexão da superfície contra a qual se choca e do ângulo de incidência. Embora esse ângulo e o ângulo de reflexão sejam iguais, há defasagem de 180o na fase das ondas incidente e refletida. Esse tipo de onda é considerado indesejável em certos casos, podendo provocar o cancelamento completo da onda na antena receptora, caso esta receba simultaneamente as ondas direta e refletida com a mesma amplitude.
     Contudo, em geral o cancelamento é parcial, pois, além de a defasagem não ser exatamente de 180o, pelo fato de a onda refletida demorar mais tempo para chegar à antena receptora, a onda refletida pode apresentar menor intensidade causada pela absorção parcial da onda irradiada.

     Onda celeste

     A onda celeste se propaga na atmosfera por meio de refrações na ionosfera, retornando à superfície terrestre. Ao retornar, ela pode ser refletida na ionosfera, repetindo o processo e possibilitando transmissões a longas distâncias.
     A ionosfera influi de maneira decisiva na propagação por onda celeste, pois pode agir como condutor, absorvendo parte da energia da onda transmitida, ou como espelho rádio, refratando a onda celeste na superfície. A capacidade da ionosfera de retornar uma onda de rádio depende de fatores como densidade de íons, ângulo de irradiação e frequência de transmissão. Em algumas situações, a onda nem mesmo é refratada, atravessando a ionosfera.
     A distância entre a antena transmissora e o ponto de retorno à superfície depende do ângulo de irradiação, que é limitado pela frequência (quanto maior a frequência, mais difícil é a refração), apesar de resultar em maior alcance. Cada camada da ionosfera pode refratar ondas de rádio até uma frequência máxima, a MUF (maximum usable frequency – máxima frequência útil).
     Dessa análise, pode-se concluir que existe uma frequência ótima, a OWF (optimum work frequency – frequência ótima de trabalho), que representa certo percentual da MUF. Além do estado da ionosfera, fatores como comprimento do circuito, ciclo solar e sazonalidade são usados para estabelecer a MUF para cada hora e camada da ionosfera ou para fazer uma predição de seu valor com base em observações efetuadas ao longo do tempo.
     O ângulo de irradiação é outro fator importante. Acima de determinada frequência, as ondas transmitidas não são refratadas, pois seguem pelo espaço.
     Contudo, se o ângulo de irradiação for reduzido, parte das ondas de alta frequência retorna à superfície. O ângulo limite a partir do qual não ocorre reflexão da onda na ionosfera é chamado de ângulo crítico para determinada frequência.
     Vamos analisar a seguinte situação: uma onda incidindo sobre uma superfície que separa dois meios, os quais têm, portanto, índices de refração diferentes, n1 e n2.
     Na refração, temos:

          n1 · senθ1 = n2 · senθ3

em que:

           n = velocidade da luz no vácuo velocidade da luz no meio.

     Na reflexão, temos:

           θ1 = θ2

     O ângulo de irradiação é determinado em função da frequência utilizada e da distância entre transmissor e receptor, de maneira aproximada.
     O caminho percorrido pela onda de rádio desde o transmissor até o retorno à superfície é denominado salto. Dependendo da distância até o receptor, a onda pode efetuar mais de um salto (a onda reflete na Terra e volta à ionosfera, onde é refratada, e assim por diante). Durante o percurso, ocorrem dois fenômenos:
     • Distância de salto – Distância entre o transmissor e o retorno à superfície, ou distância entre os saltos efetuados.
     • Zona de silêncio – Região na superfície terrestre que se estende desde o limite do alcance da onda superficial até o ponto de retorno. Nenhuma onda transmitida é recebida nessa zona. 

     As camadas que formam a ionosfera sofrem consideráveis variações em altitude, densidade e espessura, devido à variação na atividade solar. Durante os períodos de máxima atividade solar, a camada F é mais densa e se forma nas altitudes maiores, influenciando decisivamente a distância de salto e o alcance das ondas de rádio transmitidas. À noite, com a ausência de atividade solar, os sinais que seriam normalmente refratados pelas camadas D e E são refratados pela camada F, resultando em maior distância de salto.
     O sinal transmitido não chega ao receptor com a mesma potência. A propagação das ondas de rádio impõe perdas ao sinal, existindo diversas causas para a degradação do sinal.

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Como testar um transformador trifásico

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Dia do engenheiro eletricista

  Parabéns a todos colegas de profissão!!!

Sexta-feira, 23 de novembro, Dia do Engenheiro Eletricista

      Comemora-se no Brasil em 23 de novembro o Dia do Engenheiro Eletricista, data em que, no ano de 1913, foi fundado o Instituto Eletrotécnico de Itajubá pelo Dr. Theodomiro Santiago. O início da atuação se deu no dia 16 de março de 1913. No entanto, a inauguração oficial, que contou com a presença do Presidente Hermes da Fonseca foi no dia 23/11.

Um profissional que move o mundo pela energia sustentável

 Parabéns a todos os engenheiros que fazem o melhor para o crescimento.

 

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