Avaliação Contínua AVC - Modelagem e Simulação de Sistemas - Motor CC

20224 Modelagem e Simulação de Sistemas EAC Avaliação Contínua AVC Caro estudante A Avaliação Contínua AVC é uma atividade que você deve desenvolver conforme explicado no enunciado abaixo Esta avaliação vale até 100 pontos portanto é importante que você leia as instruções com muito cuidado O estudo dos materiais didáticos da disciplina e as pesquisas desenvolvidas são fundamentais para o enriquecimento do seu trabalho Atenção¹ Serão consideradas para avaliação somente as atividades entregues nesta página com o status enviado As atividades com status na forma de rascunho ou entregues por outras vias não serão corrigidas Atenção² A atividade deve ser postada obrigatoriamente no modelo de Folha de Respostas disponível abaixo para você realizar download de preferência em pdf Atenção³ O desenvolvimento e entrega da AVC deve ocorrer dentro dos prazos definidos na agenda da disciplina Não serão aceitas entregas após o prazo final para envio Lembrando que todo o período de realização segue o horário oficial de Brasília Não deixe para a última hora Enunciado O motor de corrente contínua é um dos principais tipos de atuadores utilizados nos sistemas industriais Além dos equipamentos industriais elevadores guinchos e acionamentos de laminadores de aço o motor CC pode ser utilizado em veículos elétricos ferramentas eletrodomésticos e até em brinquedos Em um projeto de sistema de controle de velocidade do motor CC é imprescindível utilizarse do modelo matemático do motor O motor CC pode ser controlado pela armadura ou pelo campo e o tipo de acionamento influencia na determinação do modelo Partindo do princípio de que o motor CC especificado a seguir seja controlado pela armadura Um pequeno motor DC exemplo típico ElectroCraft Modelo E576 Servo Motor tem as seguintes especificações Vimax 30 volts Iamax 2 amperes Ra 3 ohms La 6 milihenries Kt 50 x 10³ Newtonmetroampere Tnominal 01 Newtonmetro Jm 40 x 10⁶ kilogrammeter² Bm 40 x 10⁶ kilogrammeter²s ω nominal 300 radianoss Com base nas informações acima faça o que se pede a Sabendose que um motor CC é um sistema eletromecânico desenhe o esquema do modelo matemático supondo que seja controlado pela armadura indicando as variáveis de entrada de saída bem como os elementos que compõem o modelo das partes elétrica e da parte mecânica Explique estes elementos Utilize a mesma nomenclatura da especificação do motor do enunciado b Determine a função de transferência Gs ΩsVis em função dos elementos descritos no item 1 do motor CC controlado pela armadura Onde Ω velocidade angular do motor Vi tensão de entrada c Escreva a função de transferência obtida no item b utilizando os valores das especificações do motor indicado Suponha para o cálculo de Km a fórmula abaixo e que KtKe Desenhe o diagrama de blocos do modelo completo separando o sistema mecânico do sistema elétrico d Fazer a simulação do motor a partir da função de transferência obtida no item 3 usando o MatlabSimulink ou o Octave aplicando um degrau de tensão de 30V na entrada e Plote o gráfico da velocidade angular A partir do resultado faça uma análise Aplique diferentes valores de tensão e analise os resultados Importante Sempre desenvolva textos com sua própria argumentação Nunca copie e cole informações da Internet de outro colega ou qualquer outra fonte como sendo sua produção já que essas situações caracterizam plágio e invalidam sua atividade Status de envio Número da tentativa Esta é a tentativa 1 2 tentativas permitidas Status de envio Nenhuma tentativa Status da avaliação Não há notas Data de entrega quarta 30 nov 2022 2355 Tempo restante 15 dias 6 horas Última modificação Você ainda não fez um envio 1 a Esquema Campo constante Ra La Vat circuito de Vcet Rotor Armadura Tm t Iat Om t Sm Bm Va tensão de armadura Ia corrente de armadura Ra resistência de armadura Parte elétrica La indutância de armadura Vce força contra eletromotriz Sm momento de inércia do motor Bm coeficiente de amortecimento do motor parte mecânica Tm torque do motor Om ângulo do motor Além disso Vcet Kce dOm t dt e Tmt KtIat Kce constante de força contra eletromotriz Kt constante de torque Variável de entrada Vi Variável de saída Ia e O m b Equação da parte elétrica Vit Vcet RaIat La d Iat dt Vit kceΩt Ra Iat La d Iat dt Laplace Vis kce Ωs RaIas La sIas Ias Vis Kce Ωs Las Ra Equação da parte mecânica Jm αt Bm Ωt Tmt Jm αt Bm Ωt kt Iat Laplace Jms Ωs Bm Ωs kt Vis kt kce Ωs Las Ra JmLas² Ωs Jm Ras Ωs BmLas Ωs Bm Ra Ωs kt Vis kt kce Ωs JmLas² Jm Ra Bm La s Bm Ra ktKce Ωs kt Vis Ωs Vis Kt JmLas² Jm Ra Bm Las Bm Ra ktKce c Ωs Vis 5010³ 4010⁶ 610³ s² 4010⁶ 3 40 10⁶ 6 10³ s 40 10⁶ 3 5010³ ² Ωs Vis 005 2410⁷ s² 1 2 0 24 10⁴ s 2 62 10³ d No Matlab stfs G00524107s212024104s262107 G 005 24e07 s2 00001202 s 262e07 Continuoustime transfer function step30G e Aplicando degraus de valores 10V 20V e 40V 10V 20V Step Response Amplitude Time seconds 40V Step Response Amplitude Time seconds Pela análise dos gráficos podese observar que a rotação do motor possui uma relação direta com a tensão de armadura que é aplicada Notase que se a tensão de armadura cresce de forma linear o valor final da rotação do motor também cresce de forma linear