Qual é o princípio do controle PLL dos acionamentos CC?

Passo 1

Beleza, então o enunciado pede: “Qual é o princípio do controle PLL dos acionamentos CC?”
Conteúdo: teoria de controle, mais especificamente loop de travamento de fase (PLL) aplicado a motores CC.
O que vamos precisar: entender o que é um PLL, como ele funciona (detector de fase, filtro e VCO), e como isso entra num acionamento de motor CC.

Passo 2

Primeiro, o que é um PLL?
PLL (Phase Locked Loop) é um circuito de controle que “trava” a fase de um sinal de saída na fase de um sinal de referência. Imagina assim: você tem um oscilador que tenta seguir a frequência e a fase de um sinal de entrada. Ele ajusta internamente sua frequência até ficar “alin­hado” com o referen­cial.

Passo 3

Quais são as partes principais de um PLL?
  1. Detector de Fase: compara a fase do sinal de referência phiref(t) com a do oscilador phiosc(t) e gera um erro de fase phie(t)=phiref(t)-phiosc(t).
  2. Filtro de Loop: suaviza esse erro de fase para evitar oscilações bruscas.
  3. VCO (Oscilador Controlado por Tensão): é um oscilador cuja frequência omegaosc muda conforme a tensão de controle vc(t) vinda do filtro.

Passo 4

Como isso se aplica a um motor CC?
Num acionamento CC, queremos controlar a velocidade (ou a posição) do eixo. A gente mede a velocidade (ou posição) real do motor com um encoder ou tacômetro, que gera um sinal proporcional à fase/frequência de rotação.
Então:
  • Sinal de referência: a fase/frequência desejada (velocidade desejada).
  • Sinal do encoder: fase/frequência real do motor.
    O PLL vai comparar essas duas e gerar um sinal de erro de fase/velocidade.

Passo 5

Ligando tudo:
  1. Detector de fase compara encoder x referência → erro de fase e(t).
  2. Filtro de loop processa e(t) → tensão de controle vc(t).
  3. VCO aqui é o próprio conversor/inversor ou o circuito que ajusta a tensão/aplicação no motor CC, alterando a velocidade.
  4. A velocidade do motor muda, o encoder altera a fase de saída, e volto pro passo 1 num loop contínuo.

Passo 6

Teoria por trás do ajuste:
O PLL tende a reduzir phie(t) a zero em regime, ou seja, faz com que phiosc(t)approxphiref(t). Num motor, isso significa que a velocidade real passa a acompanhar a desejada de forma automática, mesmo se a carga variar.

Resposta

O princípio do controle PLL em acionamentos CC é usar um loop de travamento de fase — comparando fase/frequência desejada com a real (via encoder), passando o erro por um filtro e ajustando a tensão/frequência do motor (o “VCO”) — de modo que a saída do motor fique automaticamente sincronizada (em velocidade ou posição) com a referência.

Exercícios relacionados