Cargas Mecânicas

1-1

Universidade Federal de Minas Gerais
Departamento de Engenharia Elétrica
Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação

“Modelagem de Carga
Mecânica”
Ano: 2009
Prof. Selênio Rocha Silva
Depto. Eng. Elétrica [e-mail] ENG002 – ACIONAMENTOS ELÉTRICOS

Fonte de Energia

Sensor

Conversor
Estático

Sinais para
Acionamento
do Conversor
Variáveis
Elétricas

Sensor

Sensor

Motor
Elétrico

Variáveis
Elétricas

Sistema de Controle

Entradas de Controle

Ambiente de Análise

Carga
Mecânica

Variáveis
Mecânicas

ENG002 – Acionamentos Elétricos
Transmissão de Movimento Mecânico
Equações da Dinâmica Mecânica:

θr

TL

Constante de Inércia:

J

J = ∫ r 2 dm →(kg.m 2 )

w Te

dw
Te − TL = J dt d d2 dt w = dt 2 θ r

GD 2 = 4 gJ → (kgf .m 2 ) d dt

θr = w

Jw2
H=
→ ( segs)
Pnom
1
2

ENG002 – ACIONAMENTOS ELÉTRICOS
Transmissão de Movimento Mecânico
Transmissão de Movimento Linear
TL

Te

fm
M

w

2.r

v

f m .r = TL

f e .r = Te

d
Te − TL = r. dt ( M .v) = Mr 2

Mr 2 = J eq ⇒ J = ∫ r 2 .dm

v = w.r d dt

w

ENG002 – Acionamentos Elétricos
Transmissão de Movimento Mecânico

w1 r2
=
w2 r1

Transmissão de Movimento Rotativo:

v

w1

f2 w2 r2

Te

r1
J1

J2 f1 T1 r1
=
T2 r2
J1  r1 
= 
J 2  r2 

2

ENG002 – Acionamentos Elétricos
Transmissão de Movimento Mecânico

Correia plana

Engrenagens paralelas

Coroa e rosca sem-fim

ENG002 – Acionamentos Elétricos
Modelagem de Cargas Mecânicas
• Cargas gravitacionais (potenciais): elevadores, pontes rolantes, guinchos, laminadores, etc.
• Cargas a potência constante: bobinadeiras, cargas de tração, etc.
• Cargas dependentes da velocidade (cargas quadráticas): ventiladores, compressores, bombas, etc.
• Atritos :
• Estático: independente da velocidade
• Viscoso: dependente da velocidade
Te

Exemplo 1: Cargas potenciais (elevador)