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Máquinas AC Corrente eléctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Máquinas corrente contínua Máquinas corrente alternada Outras máquinas Assíncronas.

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Apresentação em tema: "Máquinas AC Corrente eléctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Máquinas corrente contínua Máquinas corrente alternada Outras máquinas Assíncronas."— Transcrição da apresentação:

1 Máquinas AC Corrente eléctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Máquinas corrente contínua Máquinas corrente alternada Outras máquinas Assíncronas Síncronas

2 Campo magnético N S N S N S N S Campo magnético girante A agulha (magnética) acompanha o movimento do campo gira com velocidade síncrona

3 N S N S N S N S N S N S N S N S H

4

5 Temporalmente: Espacialmente: H sinusoidal pulsante

6 1 fase campo magnético pulsante I H

7 hRhR hShS hThT H total

8 hRhR hShS hThT

9 H 1 pólo N + 1 pólo S 1 par de pólos 2 conjuntos de enrolamentos: Campo girante perfaz uma rotação de 180º correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f) 1 conjunto de enrolamentos (3 fases): Campo girante perfaz uma rotação de 360º correntes cumprem 1 ciclo (de frequência f) 2 P = 1 n = rpm 2 P = 2 n = rpm 2 P = 3 n = rpm

10 A B

11 Sempre que uma bobine é atravessada por um fluxo magnético variável, gera-se uma f.e.m. induzida, que cria uma corrente induzida, que tende a opor-se à causa que lhe deu origem Rotação do corpo A (que cria o campo magnético) A L B i 0 variável, que atravessa a bobine L [ = B.S.cos c/ variável ] f.e.m. i 0 I i 0 - a bobine L, é um fio com as extremidades curto circuitadas Lei de Lenz-Faraday: BiBi BiBi

12 N S N N N N N N N S S S S S S S S S R R R = S ?

13 S anda atrás de N, mas sem nunca o apanhar Se R S não varia constante não existe fem i nem I i não existe B i não existe N- S R S

14 Diferença R – S ESCORREGAMENTO

15 Velocidade síncrona – n s (campo girante) Velocidade assíncrona – n (rotor) Escorregamento: [rad/s] n [rpm]

16 Trocando 2 fases

17 (0º) (60º) (120º) +

18 Circuito eléctrico equivalente Trf. ideal XmXm R1R1 RCRC X1X1 XRXRR R 2 = r 2 R R X 2 = r 2 X R0 R1R1 X1X1 RCRC XmXm Redução, ao estator, das impedâncias do rotor

19 Equações simplificadas X1X1 R1R1 XmXm X2X2 R 2 /g V fase X TH R TH X2X2 R 2 /g V TH ~ Thevenin X m >> X 1 e X m >> R 1 T ind g

20 Perdas Joule (estator) Perdas ferro 3 R S I 2 S Perdas Joule (rotor) 3 R R I 2 R Perdas Mecânicas EstatorRotor VeioFonte P ele = (1 - g).P S-R = R T Eléctrica Mecânica P ele = V C I L P mec = n T n

21 n sinc n T n zona travagem zona motor zona gerador nNnN n sinc TNTN

22 T [N.m] [%] cos 0,2 0,4 0,6 0,8 1 I [A] cos I T n n nsns

23 Rotor em gaiolaEstator com as bobines

24

25 Gaiola externa Gaiola interna segmentos

26 %T n % n S D C B Satisfação da variedade de binários de carga em motores de indução em gaiola

27 2,5 2 1,5 1 0,5 0 x TNx TN R ext = 0 R ext = R 1 R ext = R 2 R ext = R 3 R ext = R 4 R ext = R 5 R ext = R 6 R

28 Arranque Travagem Em carga

29 nnsns n T Ponto de funcionamento estável T carga T motor T max TaTa nnnnn

30 T n T n T n T n T n T n Gruas, guinchos, guindastes, tapetes rolantes (carga c te ) Moínhos de rolos, bombas de pistão, plainas, serras de madeira Ventiladores, misturadores, exaustores, bombas centrífugas, compressores Fresadoras, mandriladoras Forno rotativo Volantes ( binárioa carga 0 ) 1/81/41/23/4

31 Directo T a I a = 5 – 6 x I n Resistência(s) (estatóricas) T a = 0,2 – 0,65 x T n I a = 5 – 6 x I ad (Auto)transformador Estrela – triângulo T a = 1/3 x T n I a = 1/3 x I ad Resistência(s) (rotóricas)

32 Rotor 2 velocidades Gaiola externa – R 1 Gaiola interna – R 2 Acoplamento hidráulico centrífugo electromagnético Electrónico

33 %T n % n S %I n comutação antes deste ponto T m T m Y I m Y I m T carga Não se consegue a redução do pico de corrente %T n % n S %I n comutação antes deste ponto T m T m Y I m Y I m T carga Consegue-se a redução do pico de corrente

34 T acel = T motor - T carga %T n % n S T carga T aceleração T motor (se T c te [0, t] ) %T n % n S T c te T acel T acel (linearizado) J [kg.m 2 ] T [N.m] [rad/s]

35 Travagem Paragem do motor: Inércia (atritos) Travão mecânico (T atrito + T trav ) – motor freio Injecção de corrente contínua (estator) Contra corrente (troca de fases)

36 danos no arranque correntes elevadas impedir arranque (com carga) manter velocidade correntes elevadas T amb = 40ºC h = m P = 50 x 0,94 = 47 kW Problemas na utilização de motores de indução P = 50 kW

37 carga 32% 57% 7% directo correias e polies engrenagens outros (4%) Maximização : alinhamento paralelismo tensão Rendimento do acoplamento: motor / máquina

38 Valores característicos (motores de indução) Tensão Y / VCorrente Y / A Corrente (rotórica ) A Potência W Frequência Hz Velocidade rpmF.P. IP Escorregamento %Factor de serviçoClasse Isolamento Fabricante, nº de série, modelo,...


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