Controle e Automação Industrial Transdutores: Sensores e AtuadoresProf. Dr. Carlos Alberto Silveira da Luz 1 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz 28/04/2010 Introdução I t d ã A tecnologia de sensores diz respeito a duas atividades que retroage à civilização dos antigos egípcios: medição e processamento d i f de informação. N antigo E i ã No i Egito só f i ó foi possível organizar a agricultura e a necessária irrigação das terras, terras quando as pessoas desenvolveram a habilidade de medir áreas das terras e o volume das águas. Mais tarde os egípcios desenvolveram a habilidade de processar os gp p números produzidos pela medição, isto é, a matemática que trouxe a tona novas dimensões para a forma de explorar os números. 2 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz CONCEITOS BÁSICOS Transdutor é um dispositivo que converte uma forma de energia ou quantidade física em outra; Os transdutores dividem-se em dois subconjuntos, sensores fornecem informações de entradas em nosso sistema a partir do mundo externo e atuadores que executam ações de saída para o mundo externo; 3 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz TRANSDUTORES Transdutores analógicos: sã transd t res n s quais os são transdutores nos ais s sinais de entrada e saída são funções contínuas do tempo. As amplitudes dos sinais podem assumir quaisquer valores dentro das limitações físicas do sistema; Transdutores a dados amostrados: são transdutores nos quais os sinais e saída ocorrem apenas em instantes discretos de tempo, normalmente periódicos. As amplitudes do sinal são não-quantizáveis. 4 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz TRANSDUTORES Transdutores digitais: são aqueles nos quais os sinais de entrada e saída são discretos e a amplitude dos mesmos são q quantificáveis, ou seja, podem assumir apenas certos valores j p p discretos; Transdutores analógico-digital: são transdutores nos q quais o sinal de entrada é uma função contínua do tempo e o ç p sinal de saída é um sinal quantizável que pode assumir apenas certos valores discretos. 5 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz TRANSDUTORES Transdutores digital-analógico: são aqueles nos quais o digital analógico: sinal de entrada é um sinal quantizado e o sinal de saída é uma função contínua do tempo. p 6 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz QUANTIZAÇÃO A inclusão de um computador digital em um sistema analógico produz sinais de forma digital (normalmente como números binários). ) O sistema então toma a forma de uma combinação digitalanalógica. A conversão de um sinal analógico para um sinal g g p digital é uma aproximação, porque o sinal analógico pode assumir um número infinito de valores ao passo que a variedade de diferentes números que podem resultar de um conjuntos finitos de dígitos é limitada. 7 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz QUANTIZAÇÃO y=Q(x) hi 0 x Fig. 1: Curva mostrando quantização 8 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz QUANTIZAÇÃO A gama de amplitudes de entrada é dividida em um número finitos de entradas disjuntas hi (não necessariamente iguais). Todas as amplitudes caindo dentro de um determinado intervalo são equacionadas a um valor único dentro do intervalo. Este valor único é uma aproximação digital para as amplitudes do sinal de entrada analógico. g 9 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz QUANTIZAÇÃO 10 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SENSORES são dispositivos usados para detectar medir ou gravar detectar, fenômenos físicos tais como calor, radiação, movimento, etc, e que responde transmitindo informação, iniciando mudanças ou operando controles. São dispositivos que mudam seu comportamento sob a ação de uma grandeza física, podendo fornecer diretamente ou indiretamente um sinal que indica esta grandeza. q g 11 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SENSORES Quando operam diretamente, convertendo uma forma de energia em outra, são chamados transdutores. Os de operação indireta alteram suas propriedades, como a resistência, a p p capacitância ou a indutância, sob ação de uma grandeza, de forma mais ou menos proporcional. O sinal de um sensor pode ser usado para detectar e corrigir desvios em sistemas de controle (SC), e nos instrumentos de medição, que freqüentemente estão associados aos SC de malha aberta (não automáticos), orientando o usuário. d á 12 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SENSORES Os tipos mais comuns de sensores são: Ótico Indutivo Capacitivo Ultrasom Ul Temperatura resistivo Célula de carga 13 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico Óti Os sensores ópticos podem ser divididos em dois tipos, ativos e os passivos. Dentro dos ativos, podemos caracterizar três g p p grupos principais, de acordo com o seu funcionamento: p • Sistema por Barreira (ópticas alinhadas); • Sistema por Difusão; • Sistema por Reflexão. 14 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Um sensor é dito ativo quando este possui um emissor, por onde é emitida uma onda infravermelha, esta invisível a visão humana, e por um receptor que detecta esta onda. Sua p p q utilização é recomendada tanto para ambientes internos como para ambiente externos, pois possuem uma faixa de operação considerável (podem detectar objetos a mais de 100 metros de distância). 15 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Sistema de barreira o elemento transmissor de irradiação infravermelha é alinhado frontalmente a um receptor infravermelho, a uma distância prépré determinada para cada tipo de sensor. Se ocorrer alguma interrupção desta irradiação, ocorrerá um chaveamento pç ç eletrônico, pois não haverá sinal recebido pelo receptor. Um esquema de um sensor por barreira é mostrado na figura a seguir 16 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh 17 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Sistema de difusão e reflexão caracterizam-se pelos emissores e receptores estarem dispostos lado a lado em um mesmo conjunto óptico. No sistema por difusão, os raios infravermelhos emitidos pelo emissor, incidem diretamente sobre um objeto, o qual retorna um feixe de luz em direção ao receptor. De acordo com o tempo de resposta, determina-se a distância na qual o p p , q objeto está disposto e então ocorre um chaveamento eletrônico correspondente. 18 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Sistema de difusão 19 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Sistema de difusão e reflexão No sistema por reflexão, os raios infravermelhos são emitidos em direção a um espelho prismático. Neste caso, o chaveamento ocorrerá quando se retirar o espelho ou quando interromper-se a barreira dos raios infravermelhos entre o p sensor e o espelho com um objeto ou corpo de qualquer natureza, fazendo com que o receptor não receba mais um sinal. 20 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico ti I f Óti ativo Infravermelho lh Sistema por reflexão 21 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico Óti Aplicações: Medir: a concentração de glicose em solução aquosa; umidade do ar em câmaras climáticas, em indústrias, salas de p processos e até mesmo em museus e exposições de arte; p ç detectar vapores de compostos orgânicos voláteis, por exemplo álcool e gasolina. 22 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ótico Óti Aplicações: 23 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti Os sensores indutivos são componentes eletrônicos capazes de detectar a aproximação de um objeto sem a necessidade de contato físico entre sensor e o acionador, sendo assim, aumentando a vida útil do sensor por não possuir peças móveis sujeitas a desgastes mecânicos. São capazes de operar em condições severas de trabalho, como a presença de lubrificantes, óleos, imersos na água, etc. 24 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti A sua principal aplicação é a detecção de objetos metálicos, pois o campo emitido é eletromagnético. O sensor consiste de uma bobina em um núcleo de ferrite, um oscilador, um detector de nível de sinais de disparo e um circuito de saída. 25 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti O sensor indutivo trabalha pelo princípio da indução p p p ç eletromagnética. Funciona de maneira similar aos enrolamentos primários e secundários de um transformador. O sensor tem um oscilador e uma bobina; juntos produzem um campo magnético fraco. Quando um objeto entre no campo, pequenas correntes são induzidas na superfície do objeto Por causa da interferência com o objeto. campo magnético, energia é extraída do circuito oscilador do sensor, diminuindo a amplitude da oscilação e causando uma queda , p ç q de tensão (voltagem). O circuito de detecção do sensor percebe a queda de tensão do circuito do oscilador e responde mudando o estado do sensor. 26 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti 27 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti 28 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Indutivo I d ti Detalhe de um carro de corrida. Sensores indutivos são utilizados para medir a velocidade da roda com exatidão (RPM). 29 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Capacitivo C iti Aplicando uma diferença de potencial em objetos condutivos causa o armazenamento de cargas positivas e negativas Isto cria um campo negativas. elétrico no espaço entre os objetos. 30 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Capacitivo C iti A corrente elétrica é função da capacitância e a capacitância é ç p p determinada pela área e proximidade dos objetos condutores. 31 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Capacitivo C iti A capacitância é diretamente proporcional a área superficial dos objetos e d constante d lé b da dielétrica d material entre eles e do l l inversamente proporcional a distância entre os objetos. 32 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Capacitivo C iti Geram um campo eletrostático e detectam mudanças causadas p ç neste campo quando um alvo se aproxima da face ativa. As partes internas do sensor consistem em uma ponta capacitiva, p p p um oscilador, um retificador de sinal, um circuito de filtragem e um circuito de saída. 33 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Capacitivo C iti Na ausência de um alvo, o oscilador está inativo. , A capacitância do circuito com a ponta de compensação é determinada pelo tamanho do alvo, sua constante dielétrica e p distância até a ponta. Quanto maior o tamanho e a constante dielétrica de um alvo, mais este aumenta a capacitância. Quanto menor a distância entre a ponta e o alvo, maior a capacitância. Os O sensores d discretos capacitivos podem d d detectar objetos b metálicos e não-metálicos, como madeira, papel, vidro, líquidos, etc. http://www.burgoseletronica.net/sensorcapacitivoanimado.htm htt // b l t i t/ iti i d ht 34 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ultrassom Ult Este instrumento tem a função de detectar ou medir a posição de determinado objeto através da emissão de pulsos de ultrassom. A superfície plana do alvo reflete o ultrassom, que retorna ao sensor como um eco. A variável medida é o tempo de trajeto p j (de ida e volta) do ultrassom entre a face do sensor e a superfície do objeto, cujo resultado é utilizado no cálculo da distância (levando-se ainda em conta que a velocidade de propagação do ultrassom no ar é praticamente constante). 35 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ultrassom Ult Uma alta freqüência sonora não audível ao ouvido humano é emitida pelo sensor, esse sinal reflete no objeto a ser medido p p q voltando para o sensor. O tempo em que esse sinal demora para sair e voltar nos dá a distância do sensor ao objeto, sabendo que a velocidade do som é 340 metros em 1 q segundo. Se o sinal não retorna em um determinado tempo quer dizer p q que o objeto está muito distante, ou simplesmente a onda sonora não conseguiu refletir, o que acarreta na limitação do g q ç sistema, que não reconhece objetos muito pequenos ou fora do raio de ação dos sensores. 36 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ultrassom Ult 40 kHz - f kH frequência ultrassônica ê i lt ô i 37 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ultrassom Ult Aplicações: A li õ Detecção de presença ou ausência de objetos em p j esteiras Medição da altura de objetos ç j Medição da distância em empilhadeiras Monitoramento de continuidade Aviso de aproximação. 38 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Ultrassom Ult 39 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Temperatura resistivo T t i ti Os termômetros de resistência são sensores de temperatura que operam baseados no princípio da variação da resistência elétrica de um metal, em f ã d t t l função da temperatura, sendo f b i d com fi d t d fabricados fios de alta pureza de platina, níquel ou de cobre. Suas principais características são a alta estabilidade mecânica e térmica, resistência à contaminação, relação de Resistência x Temperatura praticamente linear, o desvio com o uso e p p , envelhecimento desprezíveis, além do alto sinal elétrico de saída. 40 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Temperatura resistivo T t i ti O sensor de resistência de platina é o modelo de laboratório e o padrão mundial para medidas de temperatura na faixa de -270ºC a 962ºC. Para a utilização i d t i l é um sensor d i i lá l 962ºC P tili ã industrial de inigualável precisão, estabilidade e sensibilidade. A termoresistência de platina é a mais utilizada na indústria devido a sua grande precisão e estabilidade. Conhecida como PT-100 ou RTD, a termoresistência de platina que apresenta uma resistência , p q p ôhmica de 100 ohmn à 0ºC. Sua faixa de trabalho vai de -200 a 650ºC, porém, a ITS-90 padronizou seu uso até aproximadamente 962ºC. 962ºC 41 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Temperatura resistivo T t i ti O princípio de operação é medir a resistência de um elemento de p p p ç platina. O tipo mais comum (PT100) tem uma resistência de 100 ohms a 0 °C e 138.4 ohms a 100 °C. 42 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Temperatura resistivo T t i ti This linearisation is done automatically, in software, when using Pico signal conditioners. The linearisation equation is: Rt = R0 * (1 + A* t + B*t2 + C*(t-100)* t3) * * * * Where: Rt is the resistance at temperature t, R0 is the resistance at 0 °C, and A= 3.9083 E 3 3 9083 E-3 B = -5.775 E-7 ( ), C = -4.183 E -12 (below 0 °C), or C = 0 (above 0 °C) 43 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Temperatura resistivo T t i ti For a PT100 sensor, a 1 °C temperature change will cause a 0.384 ohm change in resistance, so even a small error in measurement of the th resistance (f example, th resistance of th wires l di to it (for l the it f the i leading t the sensor) can cause a large error in the measurement of the temperature. 44 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga Uma célula de carga consiste de um condutor, no formato de lâmina g , plana, disposto em um padrão de ziguezague sobre um material não condutor. Quando tracionado sua resistência aumenta. Quando comprimido sua resistência diminui. São montados na direção paralela ao esforço. 45 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga O princípio de funcionamento das células de carga baseia-se na variação da resistência ô ê ôhmica de um sensor denominado extensômetro ou strain gage, quando ô submetido a uma deformação. Utiliza-se comumente em células de carga quatro extensômetros ligados entre si segundo a ponte de Wheatstone e o desbalanceamento d mesma, em virtude d d f d b l da i d da deformação d extensômetros, é ã dos ô proporcional à força que a provoca. É através da medição deste desbalanceamento que se obtém o valor da força aplicada. 46 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga Compensação da temperatura a qual influencia a resistência temperatura, resistência. 47 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga 48 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga http://www.rdpe.com/ex/hiw-sglc.htm. 49 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Célula d Cél l de carga Um exemplo típico de variação da voltagem na ponte de wheatstone, em medição de esforços utilizando um extensômetro é 15 mV/V para cada 453,6 kg (1.000 libras). Seja compressão ou tração. A ponte será desbalanceada em 15 mV para cada volt na voltagem de excitação. g ç 50 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz CARACTERÍSTICAS DOS SENSORES Linearidade: É o grau de proporcionalidade entre o sinal gerado e a grandeza física. Quanto maior, mais fiel é a resposta do sensor ao estímulo. Os sensores mais usados são os mais lineares, conferindo mais precisão ao SC. Os sensores não lineares são usados em faixas limitadas, em que os desvios são aceitáveis, ou com adaptadores especiais, que corrigem o sinal. Faixa de atuação: É o intervalo de valores da grandeza em que pode ser usado o sensor, sem destruição ou imprecisão. 51 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SENSORES Detectores: são dispositivos usados para sentir a presença de alguma coisa tal como calor, radiação ou outro fenômeno físico. Sinal: geralmente é qualquer quantidade que pode ser representada como uma função do tempo. Mais estritamente, p ç p funções do tempo tais como excitação e resposta, também denominadas entrada e saídas, são chamadas sinais na teoria de sistemas 52 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SINAIS Sinais de tempo contínuo: são sinais nos quais o tempo é uma variável contínua. Sinais de tempo discreto: são sinais nos quais o tempo é uma variável discreta, normalmente assumindo valores p periódicos. Sinais analógicos: são sinais cuja amplitude não é restrita, p podendo assumir quaisquer valores. q q Sinais digitais: são sinais cuja amplitude é restrita a uma classe de valores. 53 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz CONVERSORES Um computador digital só aceita sinais digitais, geralmente codificados na forma binária. Portanto para utilizar o computador digital é necessário mudar o formato dos sinais de p g analógico para digital. Isto é feito através de conversores de sinais. Temos os conversores analógico-para-digital denotado simbolicamente por conversores A/D, e os conversores digitalpara-analógico, representados por D/A utilizados para fazer a conversão d volta, i ã de l isto é d di i l para analógico. é, de digital ló i 54 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz SERVOMECANISMOS São sistemas de controle com realimentação nos quais as saídas são posições mecânicas, velocidades ou acelerações. Portanto servomecanismo e sistema de controle de posição ( (velocidade ou aceleração) são sinônimos. ç ) 55 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz ATUADORES E VÁLVULAS Componentes de um sistema de automação industrial Utilizados para executar movimentos mecânicos (atuadores) e controlar mecanicamente o fluxo de fluidos em equipamentos (válvulas). 56 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz ATUADORES São máquinas capazes de fornecer energia mecânica a um sistema de automação. Princípio de funcionamento de atuadores não elétricos Utilizam fluidos sob pressão para produzir energia mecânica mecânica. Geralmente, os fluidos utilizados são o ÓLEO e o AR. Quando é utilizado o óleo, denominamos o princípio de “hidráulico”. hidráulico . Quando o ar, de “pneumático”. 57 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz ATUADORES LEI DE PASCAL: “A pressão aplicada a um fluido confinado é A transmitida em todas as direções agindo com uma força normal de mesma intensidade para áreas iguais.” iguais. 58 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz ATUADORES 59 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz ATUADORES Classificação dos atuadores não elétricos ç A classificação dos atuadores industriais não‐elétricos pode ser feita g p p g segundo o tipo de fluido utilizado nos dispositivos ou segundo o tipo de movimento que realizam. Quanto ao fluido utilizado: → atuadores hidráulicos. → atuadores pneumáticos. Quanto ao movimento que realizam: → atuadores lineares. → atuadores rotativos angulares. d i l → atuadores rotativos contínuos (motores pneumáticos ou hidráulicos). 60 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Li At d Lineares São conhecidos como Cilindros ou Pistões. São como seringas farmacêuticas funcionando ao contrário. Se injetarmos um fluido pela ponta, o êmbolo vai se deslocar segundo um movimento linear. Neste caso, estamos transformando energia de pressão em energia mecânica. g p g 61 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Li At d Lineares Cilindro de ação dupla 62 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Li At d Lineares Para que o cilindro seja expandido, a válvula V1 tem que estar aberta (bobina recebe corrente) e a válvula V2 tem que estar fechada (não circula corrente pela b bi ) i l t l bobina). 63 Para recolher o cilindro, deve ocorrer o contrário: válvula V2 aberta e válvula V1 fechada. Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Li At d Lineares 64 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores R t ti At d Rotativos Os atuadores rotativos angulares são também conhecidos como g cilindros rotativos. Esses atuadores podem ser ainda de dois tipos: de Cremalheira e de p p Aleta Rotativa. Os atuadores rotativos angulares de Cremalheira são a união de um cilindro pneumático, cujo pistão é usinado como uma cremalheira, a um sistema mecânico com engrenagem, que gira um eixo. Já os atuadores rotativos angulares d Al d l de Aleta f fazem girar, d dentro d de uma câmara, uma pá com aletas, impulsionada pelo fluido sob pressão.Acoplada pressão Acoplada a esta pá fica o eixo que transmite o movimento movimento. 65 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Rotativos Bomba de Engrenagem 66 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Rotativos Bomba de Engrenagem 67 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Rotativos Bomba de Palheta 68 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Rotativos Bomba de Palheta 69 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos Um MOTOR ELÉTRICO é um componente que converte energia elétrica em energia mecânica. É, portanto, um atuador elétrico, g p geralmente do tipo rotativo, pois a energia mecânica é utilizada através de um eixo do motor. Os motores elétricos baseiam‐se em dois princípios físicos: 1. um condutor percorrido por uma corrente elétrica gera um campo magnético ao seu redor. é d 2. campos magnéticos de mesma polaridade se repelem e campos magnéticos de polaridade diferente se atraem. éti d l id d dif t t 70 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos O funcionamento do motor elétrico parte de uma estratégia de movimentar algumas de suas partes de acordo com o campo g p p magnético (variável) gerado por uma corrente elétrica percorrendo partes condutoras. ELEMENTOS DE CONSTRUÇÃO DE UM MOTOR ELÉTRICO Ã É → Estator ‐ pelo nome, podemos deduzir que se trata de uma parte fixa. N f Nesta parte d motor normalmente existem campos do l magnéticos fixos, criados por ímãs permanentes ou eletroímã. 71 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos → Rotor ‐ é uma parte móvel do motor, ligada ao eixo de p transmissão de movimento. Nesta parte do motor normalmente existem bobinas, percorridas por correntes elétricas que geram campos magnéticos. Em função da polaridade, os campos magnéticos submetem o rotor a f b forças d atração e repulsão, P d i d o de ã l ã Produzindo movimento giratório do rotor. → Coletor ou comutador ‐ esta parte do motor liga as bobinas à rede elétrica, de modo que o rotor se movimenta sem cu tos c cu tos os os ga os curtos‐circuitos nos fios ligados à rede elétrica. t ca. 72 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos → Bobinas ‐ são enrolamentos de condutores percorridos por corrente elétrica. Devido ao fluxo de elétrons, os enrolamentos ficam submetidos a um campo magnético que interage com o campo magnético do estator, gerando o movimento desejado. → Escovas – são contatos do comutador. 73 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos 74 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos de corrente contínua 75 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos de corrente alternada 76 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos de indução de anel ç São motores de corrente alternada sem escovas. 77 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos trifásico O estator do motor trifásico possui três enrolamentos, distantes 120° um do outro. São preparados para receber as tensões do sistema trifásico. Quando as tensões lét i t õ elétricas d t ifá i do trifásico, atrasadas entre si, são aplicadas à t ê f t d t i ã li d às três fases d do estator, forma‐se um magnetismo que vai mudando de posição e gira conforme o tempo vai passando. Esse magnetismo giratório induz correntes no rotor. A partir daí, o magnetismo força o rotor, sustentado por mancais que acompanham seu movimento. Nos fios do rotor bobinado podem‐se ligar resistências externas que permitem controlar a corrente no rotor. Altas correntes significam altas velocidades. Os motores trifásicos são utilizados em aplicações que requerem acionamento de cargas pesadas, como guindastes, pontes rolantes e equipamentos transportadores. Podem ser ligados em tensões elétricas de 220 V, 380 V, 440 V e p g , , 760 V. 78 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Atuadores Elét i At d Elétricos Motores elétricos de passo p É uma mistura entre um motor de corrente contínua e um solenóide. Motores de passo não usam escovas. 79 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Válvulas Vál l São dispositivos que desempenham o papel de chaves, disjuntores e p q p p p , j interruptores no circuito hidráulico ou pneumático. As válvulas permitem controlar a direção do fluxo de fluido, sua pressão e também a vazão. Válvulas Acionadas eletricamente: Entre os diversos tipos de válvulas existentes, as de controle elétrico, á é também conhecidas pelo nome de SOLENÓIDES, vem ganhando cada vez mais espaço em todo tipo de aplicação, por vários motivos: • tornam os circuito elétricos e pneumáticos mais simples; • não apresentam desgaste mecânico das peças; p g p ç ; • podem ser controladas por computadores, facilitando o processo de automação e controle das mesmas. 80 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz Válvulas Vál l Quando a corrente circula através da bobina (1), é criado um campo magnético que por sua vez puxa o núcleo (2) para baixo A válvula é aberta que, vez, baixo. e o ar circula da conexão "P" para o cilindro, passando pela conexão "A". Se não houver circulação de corrente, o núcleo é empurrado para cima pela mola (3) e a válvula é fechada fechada. 81 Professor Carlos Alberto Silveira da Luz