Máquinas Elétricas Prof.: Samuel Bettoni

Dados Iniciais Prof. Samuel Bettoni Formação: Graduação em Engenharia Elétrica; Especialização em Engenharia de Segurança do Trabalho; Mestrado em Engenharia Elétrica, área Robótica. Email: sambettoni@yahoo.com.br Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Disciplina: Máquinas Elétricas I Dados do Curso Disciplina: Máquinas Elétricas I Carga horária: 80 horas-aula Aulas: Terças e Quartas, 20:50 – 22:30 h Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Objetivos Entender os aspectos físicos e matemáticos das máquinas de corrente contínua e das máquinas síncronas. Analisar o princípio de funcionamento dos motores CC. Estudar o funcionamento e aplicação de motores síncronos. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Ementa Máquinas de Corrente Contínua Princípios de funcionamento; Enrolamentos do circuito de armadura; Tensão de armadura e conjugado desenvolvido; Classificação dos motores CC; Motor com excitação independente; Métodos de partida e de controle de velocidade. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Ementa Máquinas síncronas: princípios de funcionamento, enrolamentos, aspectos físicos das máquinas síncronas; diagramas vetoriais, influência da carga sobre o estado de magnetização da máquina; diagramas fasoriais; circuito elétrico equivalente; curvas características do motor e do gerador de pólos lisos e de pólos salientes; geradores interligados. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Critérios de Avaliação 1ª Avaliação: 60 ptos 30 ptos – 2 provas teóricas ( 15 ptos cada uma) 27/03 – 1ª prova 15/05 – 2ª prova 30 ptos – Trabalhos / Relatórios 2ª Avaliação: 40 ptos 40 ptos – prova final Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Calendário Quantidade de Aulas: 39 29 10 Quantidade de Aulas Teóricas: Máquinas Elétricas I Semana Dia Aula   1 07/fev 1 - Introdução 11 18/abr 20 08/fev 2 12 24/abr 21 14/fev 3 25/abr 22 15/fev 4 13 01/mai Feriado 21/fev Carnaval 02/mai 23 22/fev 14 08/mai 24 28/fev 5 09/mai 25 29/fev 6 15 15/mai 26 - Prova 2 06/mar 7 16/mai 27 07/mar 8 16 22/mai 28 13/mar 9 23/mai 29 14/mar 10 17 29/mai 30 20/mar 30/mai 31 21/mar 18 05/jun 32 27/mar 13 - Prova 1 06/jun 33 28/mar 19 12/jun 34 03/abr 13/jun 35 04/abr 19/jun 36 10/abr 20/jun 37 11/abr 26/jun 38 17/abr 27/jun 39 Quantidade de Aulas: 39 Quantidade de Aulas Teóricas: 29 Quantidade de Aulas Práticas: 10 Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Bibliografia Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas Elétricas; Prentice-Hall; 1994. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Bibliografia Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr, C.; Kusko, A.; Máquinas Elétricas; Bookman; 2006. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Bibliografia Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e Transformadores; Globo; 2005. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Bibliografia Complementar Carvalho, Geraldo; Máquinas Elétricas - Teoria e Ensaios; Érica; 2007. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Um pouco de História...

Um pouco de História[4] Tudo começou com o grego Tales de Mileto, em 41 a.C., ao esfregar um pedaço de resina fóssil em um pano, a resina passou a atrair pequenos corpos. Depois de muito tempo, o cientista inglês William Gilbert, descobriu que muitos outros materiais poderiam atrair se fossem friccionados. A partir daí muitos inventos surgiram... Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Um pouco de História[4] A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663 pelo alemão Otto von Guericke. Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes elétricas, verificou que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica. Isso permitiu a Oersted reconhecer a ligação entre o magnetismo e a eletricidade. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Um pouco de História[4] O francês André Marie Ampère, em 1821, um ano depois da conclusão de Oersted, complementou o experimento criando a que chamamos de “lei da mão direita”. O professor de física Moritz Hermann von Jacobi obteve sucesso ao criar um motor elétrico e aplicou em um bote. O ano de 1886 pode ser considerado, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner von Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Introdução às Máquinas Elétricas

Conversão Eletromecânica Campo Elétrico Processo de Conversão Eletromecânica de Energia Campo Magnético Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Conversão Eletromecânica Campo Elétrico Processo de Conversão Eletromecânica de Energia Campo Magnético Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Conversão Eletromecânica Máquina Elétrica: Troca de energia entre um sistema mecânico (elétrico) e um sistema elétrico (mecânico) através de um acoplamento magnético. Sistema Mecânico (Elétrico) Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico (Mecânico) Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Conversão Eletromagnética de Energia Máquinas Elétricas As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Mecânica – Energia Elétrica Geradores CC/CA (Máquinas Rotativas) Sistema Mecânico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Conversão Eletromagnética de Energia Máquinas Elétricas As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Elétrica – Energia Mecânica Motores CC/CA (Máquinas Rotativas) Sistema Elétrico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Mecânico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Conversão Eletromagnética de Energia Máquinas Elétricas As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem: Energia Elétrica – Energia Elétrica Transformadores (Máquinas Estáticas) Sistema Elétrico Conversão Eletromagnética de Energia Sistema Elétrico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Máquinas Elétricas Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Máquina Síncrona Máquinas Estáticas Máquina de Indução Corrente Alternada Campo Magnético Máquina Elétrica Máquinas Rotativas Gerador CC Corrente Continua Motor de Corrente Contínua Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Máquinas Elétricas Conversão Eletromecânica de Energia Campo Elétrico Máquina Síncrona Máquinas Estáticas Máquina de Indução Corrente Alternada Campo Magnético Máquina Elétrica Máquinas Rotativas Gerador CC Corrente Continua Motor de Corrente Contínua Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Revisão – Conceitos Básicos

Revisão – Conceitos Básicos Trabalho de uma força é a sua componente, na direção do movimento, multiplicado pela distância percorrida. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Revisão – Conceitos Básicos Energia – capacidade de um sistema realizar trabalho. Unidade: 1J (Joule) = 1 W.s (Watt.segundo) Energia Elétrica: 1 kWh = 3,6.106 J Energia Mecânica: Energia cinética Energia potencial Energia térmica: 1 cal (caloria) = 4,186 J Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Revisão Potência – taxa de variação do trabalho executado Unidade: 1 W = 1 J/s 1 hp (horse-power) = 745,7 W 1 cv (cavalo-vapor) = 735,3 W Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Eficiência Perdas SISTEMA Saída Entrada Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Caracterização das Perdas Dissipada em forma de calor: Perdas mecânicas por atrito; Perdas magnéticas (histeres e correntes de Foucault); Perdas joulicas; Perdas dielétricas; Perdas utilizadas para ventilação; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Interação de campos elétricos ou entre campos magnéticos Interação entre campos e materiais Magnetostrição Piezoelétrico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Armazenamento em campos magnéticos Máxima indução = 1 Tesla; Armazenamento em campos elétricos Máximo campo elétrico = 3000 kV/m; Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Motor de Corrente Contínua Introdução Alimentado por corrente contínua; Necessidade de controle de velocidade mantendo um torque considerável; Caracterizam-se por sua versatilidade, através das combinações de enrolamentos de campo: Derivação Série Independente Podem ser utilizados tanto para motor quanto como gerador. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Motor de Corrente Contínua Aplicações: Guinchos e guindastes; Veículos de tração; Prensas; Elevadores; Etc. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Motor de Corrente Contínua Partes componentes de uma máquina CC: Estator (enrolamento de campo): nome dado à parte fixa do motor, onde as bobinas estão prontas para receber corrente contínua e produzir um campo magnético fixo; Rotor (enrolamento de armadura): nome dado à parte móvel do motor, que também recebe corrente contínua e produz campo magnético; Comutador: garante que a corrente que circula nas bobinas da armadura seja sempre no mesmo sentido; Escovas: feitas de liga de carbono, e estão em constante atrito com o comutador, sendo responsáveis pelo contato elétrico da parte fixa do motor com a parte móvel. Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Motor de Corrente Contínua [3] Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete

Referências Bibliográficas [1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; “Máquinas Elétricas”, 6ª ed., Bookman, 2006. [2] Nascimento Jr., G. C.; “Máquinas Elétricas – Teoria e Ensaios”, 4ª ed., Ed. Érica, 2011. [3] Notas de Aula da Disciplina “Elementos de Máquinas e Motores”, Prof. Pedro Ornelas, Universidade Federal da Bahia, UFBA, 2000. {http://www.eletronica.org/arquivos/MotoresCC.pdf} [4] Artigo sobre motor elétrico disponível na Wikipédia. http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico Máquinas Elétricas I Prof.: Samuel Bettoni Aula 1 Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete