unesp – universidade estadual paulista engenharia elétrica alunos: guaraci nakamura r. c. rafael...
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Unesp – Universidade Estadual Unesp – Universidade Estadual PaulistaPaulista
Engenharia ElétricaEngenharia Elétrica
Alunos:Alunos:Guaraci Nakamura R. C.Guaraci Nakamura R. C.Rafael CubaRafael CubaVitor ZaccariVitor Zaccari
ObjetivosObjetivos
• Familiarização do uso do circuito Integrado MC33030 da motorola.
• Estudo das características operacionais do MC33030
Circuito Integrado MC33030 Circuito Integrado MC33030 MotorolaMotorola
Caracteristicas:
Possui Amplificador de Erro para monitoração em malha fechada Janela detectora com “Dead Band” e ajuste manual do centro da referência da entrada Drive/ Freio lógico com memória de direção Corrente máxima de 1 Ampère (na chave H) Detetor de sobrecorrente programável Tempo de atraso de desligamento por sobrecorrente programável Desligamento por sobretensão
Funcionamento MC33030Funcionamento MC33030
Diagrama de blocos
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte do dispositivo:parte do dispositivo:
Error Amp - Amplificador de Erro para monitoração em malha fechada
• Pode funcionar como Buffer ou como amplificador de nível de tensão• Esse sinal é jogado para o Window detector.
Window detector - Janela detectora com “Dead Band” e ajuste manual do centro da referência da entrada.
• Nesta parte do circuito, o nível de entrada de tensão (que vem do Amp erro) é comparado com uma tensão de referência.• Neste ponto é que ocorre a banda morta ou “Dead Band”, onde o motor é freado por ação do freio lógico do circuito, indicando que o mesmo já chegou ao ponto desejado de trajeto no servo posicionamento.• A entrada do circuito pode se dar através do pino 3 ou da saída do Amplificador de Erro.
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:
Drive Brake Logic – Drive / Freio lógico com memória de direção
• As duas entradas a esquerda são as saídas A e B do circuito comparador (window detector)• A em nível lógico alto gira num sentido. B em nível lógico alto gira em outro sentido. A e B estiverem em nível baixo motor será freado logicamente.• Flip-Flop serve para não permitir que a chave H seja acionada nos dois sentidos, provocando um curto-circuito na fonte.• É nesta parte do circuito que ocorre o bloqueio da chave H em caso sobrecorrente ou sobretensão.
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:
Power H Switch - Parte vital do CI, pois é na chave H que passa toda a corrente que alimenta o Motor
• Chave H é responsável pelo acionamento e freamento lógico direto do motor. O motor parte com a tensão e a corrente fornecida pela fonte do circuito, até o limite de 1 Ampère. Para ilustrar o funcionamento do circuito da ponte em H, vamos supor primeiramente que a saída B do comparador está em nível lógico alto e também que o circuito esteja operando dentro dos seus limites, ou seja, sem sobretensão ou sobrecorrente. O funcionamento do circuito quando a saída A do comparador é acionada é semelhante ao descrito acima, dada a simetria do circuito.
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Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:
• Se a corrente da chave-H for maior que a corrente de referência o comparador irá cortar o transistor, iniciando o carregamento do capacitor de atraso ( CDLY). • Quando a tensão do capacitor chegar a tensão de referência, irá disparar o comparador de tensão, que por sua vez irá “setar” o Flip-Flop, desligando o motor através do controle no circuito “Drive Brake Logic”.
Over Current Detector (Detector de sobrecorrente programável) :Tempo de atraso de desligamento por sobrecorrente programável
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:
• O controle de desligamento por sobrecorrente é dado a partir do dimensionamento do resistor Roc, dado pelo gráfico:
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:Over Current Detector (Detector de sobrecorrente programável)
Over-Voltage Monitor
• Se a tensão de operação do circuito ultrapassar 18 Volts, o motor é desligado e o CI só volta a funcionar caso a tensão de operação fique abaixo de 17.5 volts. Isto é possível devido a histerese do comparador.• É possível notar que a tensão de operação vai de 8,0 a 17,5 V.
Detalhando o funcionamento de cada Detalhando o funcionamento de cada parte parte
do dispositivo:do dispositivo:
Circuito Interno do MC33030Circuito Interno do MC33030
MC33030MC33030Valores Máximos:
MC33030MC33030
SimulaçãoSimulação
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Motor - ON
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Motor - Brake
- ON- ON- Brake- Brake
Diagrama de TempoDiagrama de Tempo
No Data Sheet podem ser encontrados vários circuitos de aplicação deste circuito integrado, dos quais podemos citar:
• Sistema de servo posicionamento: “tracking” solar• Servo sistema por sensoreamento magnético• Servo sistema por sensoreamento de temperatura• Entre outros
Aplicações do MC33030Aplicações do MC33030
Os 2 tipos de motores são utilzados em processos industriais que exigem alta precisão de posicionamento e atendem igualmente as mais diversas aplicações na área de automoção
A comparação foi feita com base no erro de estado estacionário, ultrapassagem (%UP) e erro de posicionamento
Comparação entre Servo Motor e Comparação entre Servo Motor e Motor de PassoMotor de Passo
O servo motor DC desenvolveu uma velocidade mais estável, além de não apresentar ultrapassagem de sinal nos instantes de aceleração e desaceleração
Logo, Motor DC é uma alternativa melhor pois processos industriais exigem, além da precisão no posicionamento, um controle bem desenvolvido de torque e velocidade
Comparação entre Servo Motor e Comparação entre Servo Motor e Motor de PassoMotor de Passo
ConConclusãolusão
Análise do circuito abordou diversos conceitos de eletrônica industrial
Motor DC é mais indicado para aplicações industrias, ao invés de motor de passo