Apresentação do projeto EVectra - EVectra project presentation

Apresentação do projeto EVectra

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Esquema do motor Siemens 10CV

Este é o esquema que eu desenhei do motor que abri:

Todas as fases

Fase A

Fase B

Fase C

Armazenando a ENERGIA CINÉTICA de um motor de 7,7kW - 10CV

   No post anterior vimos que a energia cinética é diretamente proporcional a rotação do rotor.
   Para armazenar essa energia precisamos projetar um banco de capacitores pra máxima rotação do motor

   A equação da energia elétrica no capacitor é dada pela seguinte equação:

   𝝙V é a máxima tensão admissível para o banco de capacitores que é a tensão máxima de trabalho do link CC do inversor, que também é a tensão máxima do banco de baterias.
   Fixando a tensão máxima de trabalho em 400v, vamos calcular o valor da capacitância do banco de capacitores para os 3 exemplos anteriores:

 60Hz =>1800RPM => 275 Joules

120Hz => 3600RPM => 1.100 Joules

240Hz => 7200RPM => 4.400 Joules

   A capacitância é dada pela equação:

   Teremos:

ENERGIA CINÉTICA produzida num motor de (7,7kW - 10CV )

Mas antes de DESACELERAR vamos verificar quanta ENERGIA CINÉTICA um motor de (7,7kW - 10CV )é capaz de gerar


   Trabalho usado como base dessa postagem:

   MODELING AND DEMONSTRATING REGENERATIVE BRAKING OF A SQUIRREL CAGE INDUCTION MOTOR WITH VARIOUS DECELERATION RATES USING V BY F CONTROL

Motores Siemens

   Antes de DESACELERAR ou PARAR o motor vamos verificar quanta ENERGIA CINÉTICA o ROTOR é capaz de gerar enquanto está desacelerando.
   Com isso teremos base para controlarmos essa energia para valores que os capacitores envolvidos no circuitos do inversor e/ou banco de capacitores irão resistir.
  Para podermos também estimar quanta energia poderemos recuperar numa suposta frenagem regenerativa, bem como dimensionar os capacitores para absorver esta energia.

  No trabalho acima mencionado, o autor calcula o momento de inércia de um motor de 0,25HP.
  Vamos usar as fórmulas do referido trabalho e calcular o momento de inércia para um motor de 7,7kW - 10CV.

   A energia cinética rotacional do rotor é dada pela seguinte equação:

   Onde:
      I = Momento de inércia do rotor
      𝟂 = Velocidade angular do rotor

  Enquanto o rotor esta freando, e energia cinética é convertida em energia elétrica e armazenada no banco de capacitores.
   A energia é calculada usando a equação:

   Onde:
      C = É a capacitância do banco de capacitores
      𝝙V = É a mudança de voltagem através do banco de capacitores causada pela frenagem do motor.



   A massa do rotor deve ser estimada para se calcular o momento de inércia do rotor.

   O rotor que será usado no cálculo é deste motor:

Rotor de um motor de 7,7kW - 10CV

Dando nome aos bois:

Dimensões aproximadas:

Detalhes de construção do ventilador e pinos de balanceamento

Detalhe do uso de arruelas para o balanceamento do rotor

Material usado na confecção do rotor:

   Ferro
      Tambor e eixo

   Alumínio
      Ventilador, pinos de balanceamento e anéis de retenção


Densidades 𝛒:
   Ferro

   Alumínio

   Conhecendo as densidades e dimensões de cada material, o volume, V e a massa, m, podem ser calculados, usando as equações seguintes:

   Usando a equação do momento de inércia:

  O momento de inércia total pode ser calculado usando a equação:

   Cálculo do momento de inércia:

   As medidas tiradas são aproximadas e não estão todas as medidas necessárias para o cálculo do momento de inércia.

   Mas esta informação se encontra no catálogo dos motores.

   A informação de catálogo deste motor é que seu momento de inércia é: J = 0,0335(kg.m2)

   Escrevendo novamente a equação da energia cinética rotacional:

 
   Podemos verificar que a energia cinética é diretamente proporcional a rotação do motor.
   Vamos calcular a energia cinética do rotor em 3 rotações em 3 frequências diferentes:

      60Hz =>1800RPM

120Hz => 3600RPM

240Hz => 7200RPM

idéia para se aumentar o resfriamento no dissipador do inversor

Conectando os sinais PWM da placa da fonte do controlador. - Connecting the PWM signals from the controller source board

Os sinais PWM do controlador devem ser conectados na placa da fonte do controlador.
No inversor PowerFlex4 da Allen-Bradley o melhor lugar é no conector que conecta a placa do controlador a placa da fonte que fica embaixo.
O lugar é meio complicado pra soldar mas fisicamente é mais espaçoso que em outros lugares.

Soldei os 6 fios dos sinas: Up - Un, Vp - Vn e Wp - Wn. E também os fios da fonte de +5v.
Nas fotos em anexo da pra ter uma idéia de como isso é feito.

Visão dos fios -(negativo) e +5v(vermelho)

Estes fios estão respectivamente nos terminais 5 e 3.

e dos fios Up(cinza), Vp(roxo) e Wp(azul).

Visão geral da montagem

Outro ângulo de visão

No outro lado do conector podemos ver os fios: 

 Un(amarelo), Vn(laranja) e Wn(marrom)

Lembrando que ainda falta soldar os fios de falha FO e o BRAKE.

Neste primeiro teste não vou usar o BRAKE portanto não vou me preocupar com o fio dele ainda.
O BRAKE é que comanda o transistor do sinal REVERSO a fcem do motor.
É importante se for testar com motor.

Quando terminei a soldagem e visualizei a montagem, me veio a idéia de usar um outro conector com os fios soldados para encaixar na placa do controlador.

Placa da fonte encaixada na placa da potência

Com a placa do controlador previamente encaixada.

Placa de controle totalmente encaixada na placa da fonte

Placa encaixada na caixa do inversor 

Terminais identificados

Visão do conector fêmea.

Pretendo encaixar por cima um conector macho.

E conectar diretamente o controlador na placa de controle.