aula10 transdutores conversores1 -...

24
Carlos Ferreira 1 ACCIONAMENTOS ELECTROMECÂNICOS ACCIONAMENTOS ELECTROMECÂNICOS DEE IPT Accionamentos Electromecânicos Transdutores/ Selecção de Conversores

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Car

los

Ferr

eira

1

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

DE

EIP

T

Acc

iona

men

tos

Ele

ctro

mec

ânic

os

Tran

sdut

ores

/

Sel

ecçã

o de

C

onve

rsor

es

Car

los

Ferr

eira

2

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

DE

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T

Tran

sdut

ores

Tran

sdut

ores

Nas

máq

uina

s el

éctri

cas

utili

zam

-se

fund

amen

talm

ente

tran

sdut

ores

de

vel

ocid

ade,

de

posi

ção

e de

inte

nsid

ade

de c

orre

nte.

Qua

nto

aos

sina

is p

rodu

zido

s es

tes

pode

m d

ivid

ir-se

em

ana

lógi

cos

e di

gita

is.

Par

a fe

char

a m

alha

é n

eces

sária

a u

tiliz

ação

de

trans

duto

res

das

variá

veis

.C

onfo

rme

a gr

ande

za a

con

trola

r ass

im é

o tr

ansd

utor

util

izad

o

Car

los

Ferr

eira

3

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

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NIC

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AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

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EIP

T

Tran

sdut

ores

Tran

sdut

ores

ana

lógi

cos

Tran

sdut

ores

de

velo

cida

de: d

ínam

o ta

quim

étri

co(t

aquí

met

ro)

Prin

cipa

is c

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s de

err

o:•

efei

to d

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rga

•de

smag

netiz

ação

a lo

ngo

praz

o•

qued

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tens

ão n

as e

scov

as•

degr

adaç

ão d

o co

njun

to e

scov

as-c

olec

tor

•“r

ippl

e” d

epen

dent

e do

n.º

de

segm

ento

s do

com

utad

or

Peq

ueno

ger

ador

de

c.c.

com

íman

es p

erm

anen

tes:

ger

a um

a te

nsão

pr

opor

cion

al à

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ocid

ade,

pos

itiva

ou

nega

tiva,

con

form

e a

dire

cção

. A

s co

nsta

ntes

de

prop

orci

onal

idad

e sã

o de

alg

uns

Vol

t por

100

0rpm

.

Car

los

Ferr

eira

4

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

KN

Vo

= ===

Tran

sdut

ores

de

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cida

de: d

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o ta

quim

étri

co(t

aquí

met

ro)

Pod

e te

r rec

tific

ação

ele

ctró

nica

a

díod

osou

act

iva.

Car

los

Ferr

eira

5

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CIO

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ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

OS

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CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

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EIP

T

Tran

sdut

ores

Prin

cípi

o de

func

iona

men

to:

•O

roto

r con

sist

e nu

m e

nrol

amen

to q

ue e

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onju

nto

com

as

duas

bob

ines

do

esta

torc

onst

ituem

um

tran

sfor

mad

or;

•O

est

ator

é co

nstit

uído

por

dua

s bo

bina

s, d

esfa

sada

s 90

º;•

Adi

cion

alm

ente

exi

ste

um tr

ansf

orm

ador

de

secu

ndár

io

rota

tivo;

•P

erm

ite d

eter

min

ar a

pos

ição

abs

olut

a do

vei

o do

mot

or, a

o lo

ngo

de u

ma

rota

ção;

•O

sin

al fo

rnec

ido,

per

mite

cal

cula

r a v

eloc

idad

e e

sim

ular

um

en

code

rpar

a co

ntro

lo d

e po

siçã

o.

Tran

sdut

ores

de

velo

cida

de: R

esol

ver

Car

los

Ferr

eira

6

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CIO

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ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

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AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Tens

ão fo

rnec

ida

ao p

rimár

io d

o Te

nsão

forn

ecid

a ao

prim

ário

do

esta

tor

esta

tor

é tra

nsm

itida

ao

prim

ário

do

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r é

trans

miti

da a

o pr

imár

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o ro

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pois

opo

is o

s do

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nrol

amen

tos

do ro

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stão

ele

ctric

amen

te a

copl

ados

s do

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amen

tos

do ro

tor e

stão

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ctric

amen

te a

copl

ados

;;

Tens

ões

de d

ifere

ntes

mag

nitu

des,

são

indu

zida

s no

s en

rola

men

tos

Tens

ões

de d

ifere

ntes

mag

nitu

des,

são

indu

zida

s no

s en

rola

men

tos

do

do e

stat

ores

tato

r ;;

Car

los

Ferr

eira

7

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CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

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AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Com

a ro

taçã

o do

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r, a

tens

ão

Com

a ro

taçã

o do

roto

r, a

tens

ão VV

11, a

umen

ta;

, aum

enta

;

Qua

ndo

Qua

ndo

γγ =0

=0ºº ,,

entã

o V

entã

o V

11ap

rese

nta

o va

lor d

e te

nsão

máx

ima;

apre

sent

a o

valo

r de

tens

ão m

áxim

a;

VV11

atin

ge o

máx

imo

em

atin

ge o

máx

imo

em γγ

=180

º;=1

80º;

Se

Se

γγ =90

=90 ºº

��VV

11=0

;=0

;

���������������

��������������� �������������������

������������������� �������

���������

���������������

�����������������������������������������

������������������������

Car

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Ferr

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8

AC

CIO

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ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

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AC

CIO

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NTO

S E

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ME

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EIP

T

Tran

sdut

ores

)si

n(.

tV

Vs

=Te

nsão

de

refe

rênc

ia;

Tens

ão d

e re

ferê

ncia

;C

om:

Com

:

γ --Â

ngul

o do

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ngul

o do

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r

ω--

Freq

uênc

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e Fr

equê

ncia

de

VVee

sV

--V

alor

de

pico

da

tens

ãoV

alor

de

pico

da

tens

ão

as s

aída

s:as

saí

das:

)co

s().

sin(

.1

γωt

VV

s=

)si

n().

sin(

.2

γωt

VV

s=

{O

btêm

Obt

êm-- s

e se

Car

los

Ferr

eira

9

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

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DE

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T

Tran

sdut

ores

•O

s si

nais

são

con

verti

dos

em v

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es n

umér

icos

atra

vés

de u

m

R/D

(res

olve

r/dig

ital c

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rter)

;•

O R

/D fo

rnec

e a

posi

ção

do ro

tor;

•U

tiliz

ando

o v

alor

do

cont

ador

den

tro d

e um

inte

rval

o de

tem

po,

pode

det

erm

inar

-se

a ve

loci

dade

; Ex:

AD

2S90

da

Ana

log

Dev

ices

Car

los

Ferr

eira

10

AC

CIO

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NTO

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AC

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ME

NTO

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TRO

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NIC

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DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Efe

ito d

e H

all

•A

pare

cim

ento

de

uma

tens

ão –

VH

–nu

m c

ondu

tor,

ou

sem

icon

duto

r, qu

e é

subm

etid

o a

um c

ampo

mag

nétic

o pe

rpen

dicu

lar à

dire

cção

da

corr

ente

que

nel

e flú

i;

Pos

ição

, des

loca

men

to e

int

ensi

dade

de

corr

ente

Car

los

Ferr

eira

11

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

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TRO

ME

NIC

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DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

•O

pera

m e

m c

.c. e

com

freq

uênc

ia v

ariá

vel,

para

freq

uênc

ias

na o

rdem

do

s 10

0kH

z.•

Exa

ctid

ão –

0.2

a 0.

5% d

o va

lor n

omin

al

Efe

ito d

e H

all:

inte

nsid

ade

de c

orre

nte

Car

los

Ferr

eira

12

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Efe

ito d

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all –

sens

or d

e ro

taçã

o

Rod

as d

e di

vers

os m

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iais

com

sal

iênc

ias

e se

nsor

es d

e pr

oxim

idad

e (ta

mbé

m s

e po

de u

sar s

enso

res

indu

tivos

ou c

apac

itivo

s)

•M

ede

a ve

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dade

atra

vés

de c

onta

gem

de

impu

lsos

por

uni

dade

de

tem

po(v

eloc

idad

es m

édia

s e

alta

s).

•M

ediç

ão d

o pe

ríodo

dos

impu

lsos

(vel

ocid

ades

bai

xas)

. •

Não

per

mite

det

ecçã

o do

sen

tido

de ro

taçã

o

Car

los

Ferr

eira

13

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Pos

ição

e d

eslo

cam

ento

-P

oten

cióm

etro

•C

onta

cto

que

se m

ove

sobr

e um

fio

de m

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esis

tivo;

•r d

eve

ser o

mai

s po

ssív

el li

near

com

a d

istâ

ncia

d o

u o

ângu

lo θ

;

sV

RrV

=0

Car

los

Ferr

eira

14

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Pos

ição

e d

eslo

cam

ento

, ópt

icos

-E

ncod

ers

Em

isso

r de

luz

e re

cept

or;

Bin

ário

Nat

ural

G

ray

(mud

a 1

bit/e

stad

o)

Abs

olut

os:

Car

los

Ferr

eira

15

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

dive

rsas

pis

tas

com

saí

da b

inár

ia –

códi

go –

perm

item

med

ir a

velo

cida

de, o

se

ntid

o e

a po

siçã

o

Res

oluç

ão: p

ode

ser s

uper

ior a

10

bit

Car

los

Ferr

eira

16

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

•D

ois

cana

is e

m q

uadr

atur

a (9

0º) m

ais

refe

rênc

ia p

erm

itind

o m

edir

a ve

loci

dade

com

det

ecçã

o de

sen

tido

•R

esol

ução

: 100

a 1

0.00

0 im

puls

os/ro

t

Pos

ição

e d

eslo

cam

ento

, ópt

icos

-E

ncod

ers

Incr

emen

tais

;

Car

los

Ferr

eira

17

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

•Ló

gica

de

desc

odifi

caçã

o;

•Fi

ltro:

3 b

its c

onse

cutiv

os n

o m

esm

o es

tado

•4X

: com

para

ção

entre

est

ados

con

secu

tivos

•C

onta

dor U

P/D

WN

•C

lock

com

f>3f

max

Pos

ição

e d

eslo

cam

ento

, ópt

icos

–E

ncod

ers

Incr

emen

tais

Car

los

Ferr

eira

18

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

•Lóg

ica

de d

esco

dific

ação

;

Car

los

Ferr

eira

19

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Tran

sfor

mad

ores

de

inte

nsid

ade:

inte

nsid

ade

de c

orre

nte

Ope

ram

em

c.a

. em

bai

xas

frequ

ênci

as (p

róxi

mo

da d

are

de)

Cla

sses

de

exac

tidão

na

orde

m d

o po

nto

porc

entu

al.

Car

los

Ferr

eira

20

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Tran

sdut

ores

Res

istê

ncia

s:in

tens

idad

e de

cor

rent

e

•U

tiliz

a-se

com

resi

stên

cias

de

baix

o va

lor p

ara

não

alte

rar

sign

ifica

tivam

ente

o c

ircui

to.

•N

ão é

isol

ado.

M

U=K

I

I

Car

los

Ferr

eira

21

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Con

vers

ores

Sel

ecçã

o do

con

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or a

dequ

ado

Rec

tific

ador

es, p

ara

rede

s de

c.a

.C

hopp

ers,

par

a re

des

de c

.c.

Os

parâ

met

ros

de o

pera

ção

do c

onve

rsor

têm

que

ser

com

patív

eis

com

as

exig

ênci

as d

e se

rviç

oe

com

as

cara

cter

ístic

as d

a re

de e

da

máq

uina

.

Car

los

Ferr

eira

22

AC

CIO

NA

ME

NTO

S E

LEC

TRO

ME

NIC

OS

AC

CIO

NA

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NTO

S E

LEC

TRO

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NIC

OS

DE

EIP

T

Con

vers

ores

Sel

ecçã

o do

con

vers

or a

dequ

ado

Os

parâ

met

ros

de o

pera

ção

do c

onve

rsor

têm

que

se

r com

patív

eis

com

as

exig

ênci

as d

e se

rviç

oe

com

as

cara

cter

ístic

as d

a re

de e

da

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uina

.

Con

vers

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ade

quad

os-A

ccio

nam

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s un

idire

ccio

nais

com

par

agem

por

am

orte

ci-

men

tona

tura

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ste

tipo

de c

asos

pod

em u

tiliz

ar-s

e co

nver

-so

res

com

um

quad

rant

e; s

ão e

xem

plos

as

bom

bas

cent

rí-fu

gas

ou d

e pi

ston

s, o

s ve

ntila

dore

s, a

s m

áqui

nas

de c

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ou

de d

esga

ste,

etc

.

-Acc

iona

men

tos

unid

irecc

iona

is c

om tr

avag

em e

lect

rom

ag-i

nétic

ade

recu

pera

ção

de e

nerg

ia (p

.ex.

em

trac

ção)

; os

chop

-pe

rsbi

dire

ccio

nais

em c

orre

nte

são

conv

erso

res

voca

cion

a-do

spa

ra ta

is a

plic

açõe

s. J

-Acc

iona

men

tos

bidi

recc

iona

isco

m c

arga

act

iva,

p.e

x. e

leva

-çã

ode

car

gas

com

trav

agem

ele

ctro

mag

nétic

a na

des

cida

; pa

ra e

ste

fim s

ão a

dequ

ados

os

rect

ifica

dore

s to

talm

ente

con

-tro

lado

s(b

idire

ccio

nais

em te

nsão

).

-Acc

iona

men

tos

bidi

recc

iona

isco

m in

vers

ão rá

pida

de

sen-

tido

de m

arch

a; u

sado

s p.

ex. e

m s

ervo

mec

anis

mos

e m

áqui

-na

s fe

rram

enta

s co

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ontro

lo d

e po

siçã

o; re

quer

em

conv

erso

res

de q

uatro

qua

dran

tes.

Car

los

Ferr

eira

23

AC

CIO

NA

ME

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