A manutenção rigorosa da frequência de saída CA (50 Hz a 1500 RPM ou 60 Hz a 1800 RPM) sob variações dinâmicas de carga elétrica é um requisito indispensável para grupos geradores a diesel em regime contínuo ou de emergência. Enquanto os reguladores centrífugos mecânicos convencionais sofrem de quedas pronunciadas de rotação, tempos lentos de recuperação e desgaste mecânico, um sistema eletrônico de controle de velocidade em malha fechada oferece regulação de alta precisão com estabilidade em regime permanente superior a ±0.25%.
Um sistema de controle de velocidade completo é composto por três componentes interligados:
- Sensor de Velocidade (Pickup Magnético MPU): Detecta a rotação instantânea do motor a partir dos dentes da cremalheira do volante.
- Unidade Eletrônica de Controle de Velocidade (Placa Reguladora): Analisa a frequência de pulsos, executa o algoritmo PID e modula a corrente contínua de saída.
- Atuador Eletromagnético: Converte a corrente elétrica em torque rotativo mecânico para movimentar a cremalheira da bomba injetora.
Este guia técnico detalha a operação, o esquema de fiação, os procedimentos de calibração e as regras de segurança da arquitetura padrão compatível com GAC, baseada no Regulador de Velocidade ESD5550E, no Atuador Rotativo ADC225, no Sensor de Velocidade MSP675 e no conjunto completo Sistema de Controle de Velocidade ADC225+ESD5500E+MSP675.
1. Arquitetura de Controle em Malha Fechada
O sistema opera com base em realimentação negativa contínua. Qualquer desvio de velocidade sob carga é corrigido em milissegundos antes que quedas de frequência possam prejudicar os equipamentos alimentados.
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| ARQUITETURA DE REGULAÇÃO DE VELOCIDADE EM MALHA FECHADA |
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| |
| +-------------------+ Pulsos de Tensão CA +---------------------------+ |
| |Cremalheira Volante| ----------------------> | Sensor Magnético (MSP675) | |
| +-------------------+ (0.5 - 120V RMS, MPU) +---------------------------+ |
| ^ | |
| | Rotação | Sinal Frequência |
| | Mecânica v (1 - 7.5 kHz) |
| +-------------------+ +---------------------------+ |
| | Motor Diesel | | Unidade de Controle | |
| | (Virabrequim) | | (ESD5550E / ESD5500E) | |
| +-------------------+ +---------------------------+ |
| ^ | |
| | Varão da Cremalheira | Corrente PWM CC |
| | de Combustível v (0 - 15A CC) |
| +-------------------+ Torque Angular do +---------------------------+ |
| | Bomba Injetora | <---------------------- | Atuador Rotativo (ADC225) | |
| +-------------------+ Eixo (1.4 Nm, 25°) +---------------------------+ |
| |
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1. Detecção de Velocidade (MSP675)
O Sensor de Velocidade MSP675 possui rosca 3/4-16 UNF, comprimento útil de 3.0 polegadas (76 mm) e fios termorresistentes de 7.0 polegadas (178 mm). A passagem dos dentes ferrosos da cremalheira em frente ao polo magnético induz uma tensão alternada senoidal:
- Fórmula de Frequência: $$f_{\text{MPU}} = \frac{\text{RPM} \times Z_{\text{dentes}}}{60}$$
- Tensão do Sinal: 0.5 V a 120 V RMS em toda a faixa operacional (tipicamente 1.5 V a 30 V CA na partida e na rotação nominal).
- Temperatura de Operação: −55°C a +105°C.
2. Processamento de Sinal e Controle PID (ESD5550E)
O Regulador de Velocidade ESD5550E processa o sinal do sensor e o compara com o valor de referência do potenciômetro SPEED (ajustável de 1 kHz a 7.5 kHz). Os circuitos Proporcional, Integral e Derivativo (PID) calculam instantaneamente os desvios e regulam a corrente PWM fornecida ao atuador:
- Tensão de Alimentação: 12 V CC ou 24 V CC (bateria do grupo, negativo aterrado).
- Estabilidade em Regime Permanente: Superior a ±0.25%.
- Deriva Térmica: Máxima de ±1.0% em toda a faixa de temperatura.
3. Atuação no Débito de Combustível (ADC225)
O Atuador Rotativo ADC225 é um servo eletromagnético proporcional direto sem peças deslizantes internas:
- Torque Máximo de Saída: 1.0 lb-ft (1.4 Nm).
- Curso Angular do Eixo: 25° ± 1° (sentido horário ou anti-horário).
- Corrente de Operação: 2.0 A em 12 V CC (1.0 A em 24 V CC); suporta corrente contínua máxima de até 6.0 A (12 V) / 3.0 A (24 V).
- Conexão de Varões: Haste roscada padrão 1/4-28 com terminais rotulares esféricos.
2. Guia de Fiação Borne a Borne (ESD5550E)
Uma fiação adequada evita interferências eletromagnéticas na entrada sensível de medição de frequência. A tabela abaixo reflete as conexões exatas do manual oficial do ESD5550E.
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| DISPOSIÇÃO DOS TERMINAIS DO ESD5550E |
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| [ A ] [ B ] [ C ] [ D ] [ E ] [ F ] [ G ] [ H ] [ J ] [ K ] [ L ] [ M ] [ N ] [ P ]
| |---------| |---------| |---------| | | | | | | |-----|
| SAÍDA DO SENSOR DE ALIMENTAÇÃO TERRA ENTRADA SAÍDA MODO MARCHA AJUSTE COMPENSAÇÃO
| ATUADOR VELOCIDADE BATERIA CC REF AUX +10V DROOP LENTA REMOTO TEMPO MORTO
| (PARA ADC225) (PARA MSP675) (-E, +F 15A) SW SW (pot 5k) (C1 / C2)
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Tabela de Funções dos Terminais
| Terminal | Identificação | Descrição e Normas de Instalação |
|---|---|---|
| A | ACTUATOR | Saída para a bobina do atuador ADC225 (bitola mínima 1.5 mm²). Adicione jumper para sistemas de 12 V ou corrente >5 A. |
| B | ACTUATOR | Retorno da bobina do atuador ADC225. Recomenda-se cabo blindado para conformidade CE. |
| C | PICK-UP | Sinal (+) do sensor de velocidade MSP675. Utilize cabo blindado de par trançado. |
| D | PICK-UP | Sinal (−) do sensor de velocidade MSP675. Aterre a malha de blindagem somente no terminal D; deixe solta no sensor. |
| E | BATTERY (-) | Entrada negativa da alimentação CC. Conectar ao polo negativo da bateria ou barramento terra. |
| F | BATTERY (+) | Entrada positiva da alimentação CC (+12 V ou +24 V CC). Deve ser protegida com fusível de 15 A máx. |
| G | GROUND | Terra de referência do circuito eletrônico interno. |
| H | AUX INPUT | Entrada analógica auxiliar (−10 V a +10 V CC para sincronizadores ou divisores de carga). Impedância >40 kΩ. |
| J | +10V OUTPUT | Saída regulada de +10 V CC para potenciômetros externos (corrente máx. 20 mA). |
| K | DROOP | Chave de modo estatismo (Droop). Feche para terra (G ou J) para habilitar Droop; aberto para modo Isócrono. |
| L | IDLE | Chave de marcha lenta (Idle). Feche para terra (G) para comutar para a velocidade de marcha lenta pré-ajustada. |
| M | SPEED TRIM | Entrada de ajuste fino remoto de velocidade. Conecte um potenciômetro de 5 kΩ entre G, J e M (ajuste de ±5%). |
| N / P | C1 / C2 | Chaves de compensação de tempo morto (Dead Time Compensation) para estabilizar motores com folga de varões ou atraso de turbo. |
3. Procedimento de Comissionamento e Calibração
Antes de dar a primeira partida no motor, realize as inspeções mecânica e elétrica e siga este procedimento padronizado em 6 etapas.
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| PROCEDIMENTO DE CALIBRAÇÃO EM 6 ETAPAS |
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| [Etapa 1: Inspeção Mecânica] --> Verificar movimento livre e mola de retorno |
| | |
| [Etapa 2: Entreferro do Sensor] --> Rosquear até tocar e voltar 1/2 a 3/4 volta |
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| [Etapa 3: Pré-ajuste da Placa] --> Colocar GAIN e STABILITY no centro (50%) |
| | |
| [Etapa 4: Partida e Fumaça] --> Ajustar STARTING FUEL e rampa de aceleração |
| | |
| [Etapa 5: Rotação Nominal e PID]--> Ajustar SPEED a 1500/1800 RPM; eliminar oscilação|
| | |
| [Etapa 6: Teste de Sobreveloc.] --> Calibrar OVERSPEED e testar com botão TEST |
| |
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Etapa 1: Instalação e Teste das Hastes Mecânicas
- Conecte o braço do atuador ADC225 à alavanca da bomba injetora usando o varão roscado 1/4-28 e terminais rotulares.
- Mova a haste manualmente da posição de corte total (Stop) até o débito máximo (Full Fuel): o movimento deve ser totalmente suave, sem folgas ou atritos.
- Certifique-se de que a mola interna de retorno do atuador retorne imediata e energicamente a cremalheira para a posição de corte total ao desligar a alimentação.
- Ajuste a geometria das alavancas para que o curso total da bomba utilize entre 70% e 80% do ângulo útil do atuador (cerca de 20° a 22° dos 25° totais).
Etapa 2: Ajuste do Entreferro do Sensor de Velocidade
- Gire o virabrequim até que o topo de um dente da cremalheira fique perfeitamente centralizado no furo do sensor.
- Rosqueie manualmente o Sensor de Velocidade MSP675 até que sua ponta encoste de leve no dente.
- Desrosqueie o sensor 1/2 a 3/4 de volta (correspondente a um entreferro de 0.6 mm a 1.0 mm).
- Segure o corpo do sensor e aperte firmemente a contraporca contra a carcaça.
- Acione o motor de arranque e meça a tensão CA entre os terminais C e D: deve ser de no mínimo 0.5 V RMS.
Etapa 3: Pré-ajuste dos Potenciômetros antes de Ligar
SPEED: Posição central aproximada.GAIN(Ganho): Ajustar em 50% (posição intermediária).STABILITY(Estabilidade): Ajustar em 50% (posição intermediária).DROOP(Estatismo): Totalmente no sentido anti-horário (0% droop, modo isócrono).STARTING FUEL(Combustível de Partida): Ajustar em 50% (posição intermediária).SPEED RAMPING(Tempo de Aceleração): Totalmente no sentido anti-horário (mínimo tempo de rampa).
Etapa 4: Partida e Controle de Fumaça Negra
- Ligue a alimentação CC (fusível de 15 A verificado).
- Dê partida no motor diesel. Se houver emissão de fumaça preta densa na partida, gire o potenciômetro
STARTING FUELno sentido anti-horário para restringir a abertura da cremalheira no acionamento. - Se o motor demorar a pegar por falta de combustível, gire
STARTING FUELligeiramente no sentido horário. - Gire
SPEED RAMPINGno sentido horário para obter uma aceleração suave e progressiva da marcha lenta até a rotação nominal (ajustável de 1 a 20 segundos).
Etapa 5: Calibração da Velocidade Nominal e Ajuste PID (Eliminação de Hunting)
Quando o motor atingir a temperatura normal de trabalho:
- Gire o potenciômetro
SPEEDaté que a frequência de saída seja exatamente 50.0 Hz (1500 RPM) ou 60.0 Hz (1800 RPM). - Ajuste de Ganho (GAIN): Gire
GAINlentamente no sentido horário até o motor iniciar uma leve oscilação (hunting); em seguida, retorne no sentido anti-horário de 5° a 10° até obter estabilidade absoluta. - Ajuste de Estabilidade (STABILITY): Gire
STABILITYno sentido horário até notar instabilidade e retorne ligeiramente. - Compensação de Tempo Morto (Chaves C1 e C2): Se o motor mantiver oscilações de baixa frequência (<1 Hz), ligue a chave C1 (
ON). Para vibrações rápidas em alta frequência, ligue C2 (ON). Para diagnósticos avançados, consulte nosso Guia de Diagnóstico de Oscilação em Reguladores.
Etapa 6: Ajuste de Estatismo e Teste de Sobrevelocidade
- Ajuste de Estatismo (DROOP) para Geradores em Paralelo: Feche a chave no terminal K e ajuste
DROOPno sentido horário para obter uma queda de velocidade de 3% a 5% em plena carga em relação a vazio. - Proteção contra Sobrevelocidade: O ESD5550E possui circuito integrado de detecção de sobrevelocidade. Ajuste o potenciômetro
OVERSPEED(normalmente regulado em 110%–115% da rotação nominal, ou seja, 1650 RPM para 50 Hz ou 1980 RPM para 60 Hz). Pressione o botãoTESTpara verificar o acendimento do LED e o desarme do circuito.
4. Norma Obrigatória de Segurança: Proteção Independente contra Sobrevelocidade
⚠️ AVISO CRÍTICO DE SEGURANÇA (Extraído do manual técnico oficial do ESD5550E)
Todo motor deve possuir um dispositivo de desligamento por sobrevelocidade totalmente independente do regulador eletrônico, a fim de evitar disparos catastróficos, danos a equipamentos ou lesões a operadores.
Nunca confie exclusivamente no regulador eletrônico e no atuador para impedir o excesso de velocidade.
Um mecanismo secundário totalmente independente—como um solenoide de corte de combustível diesel acionado por mola ou uma válvula borboleta de corte de ar na admissão—deve ser instalado.
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| TOPOLOGIA DE SEGURANÇA COM DUPLO NÍVEL DE CONTROLE |
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| MALHA PRINCIPAL DE CONTROLE (Regulação Normal de Velocidade): |
| [Sensor MSP675] ---> [Regulador ESD5550E] ---> [Atuador ADC225] ---> [Bomba Inj.]|
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| MALHA SECUNDÁRIA DE SEGURANÇA (Parada de Emergência - Totalmente Independente): |
| [Módulo de Sobrevelocidade] -------------> [Solenoide de Corte] ---> [Corte Total]|
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Caso ocorra travamento mecânico das hastes, rompimento dos fios do sensor ou queima do transistor de potência da placa, o controle principal não conseguirá reduzir o combustível. O circuito de segurança secundário desenergiza instantaneamente o solenoide de corte, e a mola mecânica interrompe o fluxo de diesel em uma fração de segundo.
5. Kit Completo de 3 Peças vs Substituição Individual
Na conversão de motores mecânicos ou substituição de placas antigas, optar por um conjunto pré-casado de fábrica evita incompatibilidades elétricas e dinâmicas.
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| SOLUÇÕES DE CONTROLE DE VELOCIDADE POPULACE |
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| 1. SISTEMA COMPLETO DE 3 COMPONENTES (Recomendado): |
| - Modelo: Kit 3 em 1 ADC225 + ESD5500E + MSP675 |
| - Código: speed-control-system-esd5500eadc225msp675 |
| - Contém: Atuador (12V/24V) + Regulador de Velocidade + Sensor MPU de 3 pol. |
| - Aplicação: Conversões de mecânico para eletrônico e reformas gerais |
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| 2. COMPONENTES INDIVIDUAIS DE REPOSIÇÃO: |
| - Regulador Eletrônico: droop-governor-esd5550e (Universal 12V/24V) |
| - Atuador Rotativo: droop-governor-adc225 (Torque 1.4 Nm, Curso 25 graus) |
| - Sensor Magnético: speed-sensor-msp675 (Rosca 3/4-16 UNF, Comprimento 3") |
| - Aplicação: Troca rápida em campo de peças danificadas |
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Vantagens do Sistema Completo POPULACE
- 100% Testado em Bancada: Cada Sistema ADC225+ESD5500E+MSP675 passa por testes dinâmicos e calibração térmica na fábrica da POPULACE em Xiamen, certificada ISO9001.
- Dinâmica Casada de Fábrica: A etapa de acionamento do regulador é ajustada para a indutância e resistência da bobina do atuador ADC225.
- Compatibilidade Ampla: Totalmente compatível com motores Cummins, Perkins, Deutz, Weichai, Yuchai e outros fabricantes líderes. Para outras peças e equivalências, consulte nosso Guia de Referência Cruzada de Peças para Geradores.
Suporte Técnico e Pedidos
Antes de encomendar ou realizar a conversão no local, envie à nossa equipe técnica:
- Marca, cilindrada e modelo exato do motor diesel.
- Número de dentes da cremalheira do volante.
- Tensão contínua de controle (12 V ou 24 V CC).
- Tipo de bomba injetora para confirmação de suportes e varões.
Fale com nossa equipe técnica em [email protected] ou envie sua cotação pelas páginas de produtos para obter esquemas elétricos, desenhos dimensionais e preços especiais de fábrica no atacado.
