O que é uma unidade de corrente contínua?

Uma unidade de corrente contínua é um tipo de controlador de motor que regula a velocidade e a direção de um motor de corrente contínua. Desempenha um papel essencial em aplicações industriais onde é necessário um controlo preciso da velocidade e do binário do motor. Um acionamento de corrente contínua funciona através da variação da tensão e da corrente fornecidas ao motor, permitindo ao utilizador ajustar a velocidade e a direção do motor com base nos requisitos. [1]

A invenção do acionamento de corrente contínua pode ser atribuída a vários indivíduos e empresas que contribuíram para o seu desenvolvimento ao longo do tempo. Um dos primeiros pioneiros neste domínio foi Thomas Davenport, um ferreiro e inventor americano que construiu o primeiro motor elétrico de corrente contínua em 1834[2]. [2] O seu trabalho lançou as bases para o desenvolvimento do sistema de acionamento de corrente contínua. No início do século XX, os avanços na eletrónica e nas tecnologias de conversão de energia levaram ao desenvolvimento dos modernos accionamentos de corrente contínua.

Atualmente, os accionamentos de corrente contínua continuam a ser utilizados em várias indústrias e aplicações.

Como mencionámos acima, os accionamentos de corrente contínua são utilizados para regular a velocidade e a direção de um motor de corrente contínua. Estes variadores encontram-se normalmente em indústrias como a indústria transformadora, mineira e petrolífera, onde a maquinaria e o equipamento pesados dependem de motores eléctricos para obter energia. Os accionamentos de corrente contínua podem ser utilizados em sistemas de transporte, como comboios, para regular a velocidade e o movimento de veículos e mercadorias.

Além disso, os accionamentos de corrente contínua são essenciais em sistemas de energias renováveis, como turbinas eólicas e painéis solares, para garantir um funcionamento suave e fiável dos motores que geram eletricidade. Os accionamentos de corrente contínua também desempenham um papel vital na robótica e na automação, onde é necessário um controlo preciso e flexível dos motores para realizar movimentos e tarefas complexas.

Um acionamento de corrente contínua funciona controlando a velocidade e a direção de um motor elétrico através da manipulação da potência de corrente contínua (CC). O sistema de acionamento de corrente contínua é normalmente composto por uma fonte de alimentação, um controlador de velocidade e um motor. Quando a fonte de alimentação é activada, fornece eletricidade CC ao controlador de velocidade, que regula então a quantidade de energia enviada para o motor. O controlador de velocidade pode ajustar a tensão e a corrente fornecidas ao motor, permitindo um controlo preciso da velocidade e do sentido de rotação do motor.

O controlador de velocidade num sistema de acionamento de corrente contínua utiliza uma variedade de componentes electrónicos, como transístores, díodos e resistências, para gerir o fluxo de eletricidade para o motor. Ao pulsar a energia CC a diferentes frequências ou ao alterar o ciclo de trabalho dos impulsos, o controlador de velocidade pode modular eficazmente a velocidade do motor. Além disso, o controlador de velocidade pode incorporar mecanismos de feedback, como codificadores ou tacómetros, para monitorizar a velocidade real do motor e fazer ajustes em tempo real para manter a velocidade desejada.

Num acionamento de corrente contínua, o sentido de rotação do motor pode ser invertido simplesmente invertendo a polaridade da fonte de alimentação de corrente contínua. Isto é normalmente conseguido utilizando um contactor de inversão ou um relé de estado sólido. Quando a polaridade da fonte de alimentação é invertida, o motor muda o seu sentido de rotação em conformidade.

Os accionamentos CA e CC são tipos diferentes de accionamentos de motores eléctricos. A principal diferença entre um acionamento AC e DC reside no tipo de corrente eléctrica que utilizam para alimentar o motor. Um acionamento de CA (corrente alternada), também conhecido como acionamento de frequência variável (VFD), utiliza corrente alternada para controlar a velocidade e o binário de um motor elétrico. Isto é conseguido através da conversão da energia CA de entrada em CC e depois novamente em CA na frequência e tensão desejadas, permitindo um controlo preciso do funcionamento do motor. Por outro lado, uma unidade de corrente contínua utiliza corrente contínua para regular a velocidade e o binário de um motor.

Outra distinção importante entre accionamentos CA e CC é a sua aplicação e utilização. Os variadores de velocidade CA são normalmente utilizados em indústrias como a HVAC, água e águas residuais e fabrico, onde o controlo preciso da velocidade do motor e a eficiência energética são cruciais. São também preferidos para aplicações que envolvam vários motores ou que exijam mudanças de velocidade frequentes. Por outro lado, os accionamentos de corrente contínua encontram-se frequentemente em máquinas e equipamentos mais antigos, como prensas de impressão, transportadores e laminadores.

Em termos de manutenção e instalação, os variadores de velocidade CA são geralmente considerados mais económicos e mais fáceis de integrar em equipamentos modernos devido à sua compatibilidade com motores CA standard. Também oferecem maior flexibilidade e escalabilidade, tornando-os adequados para uma vasta gama de tamanhos e tipos de motores. Por outro lado, os accionamentos de corrente contínua podem exigir conhecimentos e recursos mais especializados para a instalação e manutenção, bem como um investimento inicial mais elevado em alguns casos. No entanto, continuam a ser uma escolha viável para aplicações específicas que exigem um controlo preciso da velocidade e um elevado desempenho.

Os accionamentos de corrente contínua oferecem muitas vantagens, incluindo:

1. Controlo preciso - os accionamentos de corrente contínua proporcionam um controlo preciso da velocidade e do binário, o que os torna adequados para aplicações que requerem ajustes finos.
2. Elevada eficiência - conhecidos pela sua elevada eficiência, os accionamentos de corrente contínua podem proporcionar um desempenho consistente durante longos períodos de tempo.
3. Funcionamento suave - os accionamentos CC podem proporcionar um funcionamento suave e silencioso, tornando-os ideais para aplicações em que os níveis de ruído e vibração têm de ser minimizados.
4. Manutenção fácil - Os accionamentos CC têm uma conceção relativamente simples e requerem uma manutenção mínima, reduzindo o tempo de inatividade e os custos operacionais globais.
5. Rentáveis - Os accionamentos de corrente contínua podem muitas vezes ser integrados sem problemas em sistemas existentes, o que os torna uma escolha rentável para a adaptação ou atualização de máquinas.

1. Livro de teste. (2024.). Unidade DC: Definição, como funciona, tipos e aplicação. Recuperado em 30 de julho de 2024, de: https://testbook.com/electrical-engineering/dc-drive#:~:text=A%20DC%20drive%20is%20a,armature%20of%20the%20DC%20motor
2. Parvalux. (n.d.). Quando foi inventado o motor elétrico? A Brief History of Electric Motors, Retrieved on 30 July 2024, from: https://www.parvalux.com/when-was-the-electric-motor-invented-a-brief-history-of-electric-motors/