top of page
  • Foto do escritorUFRJ Nautilus

Análise do Controle do Sistema de Propulsão

1. Modulação por Largura de Pulso

A modulação por largura de pulso, mais conhecida como PWM (Pulse Width Modulation), é uma técnica muito difundida em diversas áreas da eletrônica, possibilitando o controle de potência e velocidade de componentes como motores através da largura de ondes quadradas, como demonstrado na Figura 1.

Figura 1 : Demonstração de Modulação por Largura de Pulso


2. Corrente Elétrica

A corrente elétrica, representada pela letra 'l', é o fluxo de carga lei em um determinado período de tempo, normalmente medido em Coulombs por segundo [C/s], mais conhecido atualmente como Ampere [A]. O mesmo possui uma relação direta com a energia potencial elétrica atuante (tensão) e a impedância imposta no condutor (resistência), como demonstrado na Figura 2.

Figura 2: Gráfico da Lei de Ohm


3. Propulsão Mecânica

A Propulsão mecânica de um motor para veículos submarinos, medido em Quilograma-força [kgf] na atual situação, é uma reação da movimentação de uma hélice dentro da água, a qual empurra uma coluna de água para trás. Quando isso ocorre, há uma reação por parte da coluna, que empurra a hélice para frente, fazendo com que o veículo se movimente, como demonstrado na Figura 3. Esse fenômeno pode ser descrito pela Terceira Lei de Newton. Além disso, é possível converter a propulsão mecânica de um motor para Newtons, dividindo o valor em Quilograma-força pela aceleração da gravidade.

Figura 3: Demonstração das Forças Atuantes em um Submarino


4. Modelo de Propulsor

O modelo de propulsor utilizado pela equipe é o T200, fabricado pela empresa BlueRobotics. A Figura 4 descreve as especificações elétricas do propulsor e as Figuras 5 e 6 apresentam, respectivamente, os gráficos de potência de consumo em função da propulsão gerada e o número de rotações por minuto (RPM) em função do PWM fornecido ao ESC.

Figura 4: Especificações Elétricas do Propulsor

Figura 5: Gráfico de Potência em Função da Propulsão

Figura 6: Gráfico de RPM em Função do PWM


5. Relação Corrente - PWM

A Figura 7 apresenta a relação entre a corrente elétrica fornecida ao propulsor e o PWM fornecido ao ESC responsável pelo controle do mesmo.

Figura 7: Gráfico de Corrente em Função do PWM


6. Relação Propulsão - PWM

A Figura 8 apresenta a relação entre a propulsão gerada e o PWM fornecido ao ESC responsável pelo controle do propulsor.

Figura 8: Gráfico de Propulsão em Fundão do PWM


Referências


Pulse-width Modulation. Wikipedia, 2023. Disponível em: https://en.wikipedia.org/wiki/ Pulse-width_modulation. Acesso em: 21/01/2023.


T200 Thruster. BlueRobotics, 2023. Disponível em: https://bluerobotics.com/store/thrusters/ t100-t200-thrusters/t200-thruster-r2-rp/. Acesso em: 21/01/2023.


CLEBSH, A. B. Propulsão Mecânica. UFRGS, 2000. Disponível em: https://ppgenfis.if. ufrgs.br/mef004/20021/Angelisa/mecanica.html. Acesso em: 21/01/2023.

0 comentário

Posts recentes

Ver tudo

Comments


bottom of page