Acionamentos Elétricos - Atividade 2_Unidade 3

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Acionamentos Elétricos. 
Atividade 2 – Unidade 3. 
 
Os motores elétricos de indução são equipamentos com uma ampla utilização na indústria e 
necessitam de constante evolução e avanço na questão de eletrônica de potência para 
acionamento dessas máquinas. Os circuitos elétricos de potência abordam retificadores e 
aplicação deles com inversores de frequência, controlados ou não, entre outros demais 
componentes. 
Um dos conceitos técnicos que possui uma grande relevância é a aplicação de Pulse Width 
Modulation (PWM) e a sua utilização no acionamento de máquinas elétricas. Essa técnica 
substitui outras técnicas de controle de potência, como on-off, modulação por frequência e 
técnicas que utilizavam resistores variáveis em série. Como essa é uma técnica por modulação 
de pulsos, as ondas resultantes das fases são do tipo quadrada, porém segue o sentido de uma 
senoide, da tensão de saída do sistema. Dessa forma, nos PWM, existem duas frequências 
associadas: a fundamental e a portadora. 
Com base nas considerações supracitadas, descreva o que são frequências fundamentais e 
portadoras de um sistema que aborda a técnica PWM. Outrossim, descreva brevemente os tipos 
básicos de controle escalar e vetorial. 
ARRABAÇA, D. A. Eletrônica de potência: conversores de energia CA/CC: teoria, prática e 
simulação. São Paulo: Érica, 2013. (Disponível na Minha Biblioteca). 
 
PETRUZELLA, F. D. Motores elétricos e acionamentos. Porto Alegre: Bookman, 2013. 
 
 
MODULAÇÃO PWM E CONTROLE DE MOTORES DE INDUÇÃO 
Os motores elétricos de indução são amplamente utilizados na indústria moderna, destacando-
se pela sua robustez, confiabilidade e versatilidade. Contudo, o seu desempenho está 
diretamente relacionado ao desenvolvimento de técnicas avançadas de eletrônica de potência, 
responsáveis pelo adequado acionamento dessas máquinas. Nesse contexto, os circuitos de 
potência englobam dispositivos como retificadores e inversores de frequência, os quais podem 
operar de forma controlada ou não, possibilitando o condicionamento da energia elétrica 
conforme as necessidades da carga. 
 
Dentre os conceitos fundamentais aplicados ao acionamento de motores elétricos, destaca-se a 
técnica de Modulação por Largura de Pulso (Pulse Width Modulation – PWM). Essa técnica 
tem substituído métodos tradicionais de controle de potência, tais como sistemas do tipo 
liga/desliga (on-off), modulação por variação de frequência simples e utilização de resistores 
variáveis em série, proporcionando maior eficiência energética e melhor qualidade da forma 
de onda aplicada ao motor. 
 
A técnica PWM baseia-se na geração de pulsos com largura variável, resultando em formas de 
onda de característica quadrada. Entretanto, essas formas de onda são moduladas de modo a 
seguir o comportamento de uma senoide, representando a tensão de saída desejada do sistema. 
Nesse processo, duas frequências são essenciais: a frequência fundamental e a frequência 
portadora. 
 
A frequência fundamental corresponde à frequência da componente senoidal desejada na saída 
do inversor, sendo diretamente responsável pelo controle da velocidade do motor de indução. 
Dessa forma, a variação dessa frequência permite ajustar a rotação do motor conforme a 
aplicação industrial requerida. 
 
Por outro lado, a frequência portadora refere-se à frequência de uma onda de alta frequência, 
geralmente triangular, utilizada como referência no processo de modulação. Essa frequência é 
significativamente superior à frequência fundamental e está associada à frequência de 
chaveamento dos dispositivos semicondutores. A comparação entre a onda senoidal de 
referência e a onda portadora resulta na geração dos pulsos PWM. Quanto maior a frequência 
portadora, melhor será a aproximação da forma de onda senoidal, reduzindo a distorção 
harmônica, embora isso implique em maiores perdas por comutação. 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Comparação entre onda 
senoidal e portadora 
 
 
 
 
 
 
 Figura 2 – Exemplo de modulação 
PWM 
 
 
 
 
 
 
Além da modulação PWM, o controle de motores de indução pode ser realizado por meio de 
diferentes estratégias, destacando-se o controle escalar e o controle vetorial. 
O controle escalar, também conhecido como controle V/f, baseia-se na manutenção da relação 
entre tensão e frequência, com o objetivo de preservar o fluxo magnético no motor. Trata-se 
de uma técnica simples, de fácil implementação e amplamente utilizada em aplicações 
industriais de menor exigência dinâmica. 
 
Em contrapartida, o controle vetorial, ou controle orientado por campo, permite o controle 
independente das componentes de fluxo e torque do motor. Essa abordagem utiliza 
transformações matemáticas para representar o comportamento do motor de forma mais 
precisa, resultando em melhor desempenho dinâmico e maior precisão no controle, sendo 
indicada para aplicações que exigem alto desempenho, como sistemas automatizados e 
robótica. 
 
Dessa forma, a aplicação da técnica PWM associada a estratégias modernas de controle 
representa um avanço significativo no acionamento de motores elétricos, contribuindo para o 
aumento da eficiência, qualidade e flexibilidade dos sistemas industriais.