Conversão de Energia II – T6CV2

Apresentação em tema: "Conversão de Energia II – T6CV2"— Transcrição da apresentação:

1 Conversão de Energia II – T6CV2
Prof. Dr. Cesar da Costa 9.a Aula: Motores Elétricos de Indução

2 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
As máquinas elétricas podem ser classificadas em dois grupos: Geradores: que transformam energia mecânica oriunda de uma fonte externa (como a energia potencial de uma queda d’água ou a energia cinética dos ventos) em energia elétrica (tensão); Motores: que produzem energia mecânica (rotação de um eixo) quando alimentados por uma tensão (energia elétrica).

3 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
Motor Elétrico

4 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
Gerador Elétrico

5 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
Exemplo de Gerador Elétrico

6 INTRODUÇÃO ÀS MÁQUINAS ELÉTRICAS
Exemplo de Motor Elétrico

7 Geradores e motores só se diferenciam quanto ao sentido de transformação da energia, possuindo ambos a mesma estrutura básica.

8 Um elemento fixo, chamado estator:
ESTRUTURA DO MOTOR Um elemento fixo, chamado estator:

9 ESTRUTURA DO ESTATOR É construído com chapas de material magnético e recebe o enrolamento de campo, cujas espiras são colocadas em ranhuras, como mostra a Figura 7.7. O enrolamento de campo pode ser mono ou trifásico. A maneira como esse enrolamento é construído determina o número de pólos do motor, entre outras características operacionais. Suas pontas (terminais) são estendidas até uma caixa de terminais, onde pode ser feita a conexão com a rede elétrica de alimentação.

10 Um elemento móvel, capaz de girar chamado rotor:
ESTRUTURA DO MOTOR Um elemento móvel, capaz de girar chamado rotor:

11 ESTRUTURA DO ROTOR Aqui é montado o enrolamento de armadura; no caso mais comum, êle é constituído de condutores retilíneos interligados nas duas extremidades por anéis de curto-circuito, o que lhe dá a forma de uma gaiola. Existe um outro tipo de rotor, dito bobinado, onde os terminais das fases do enrolamento de armadura são ligados a anéis deslizantes, permitindo a inserção de elementos que auxiliam na partida do motor. Rotor tipo gaiola de esquilo Rotor bobinado

12 Elementos de um Motor Trifásico de Indução

13 Elementos de um Motor Trifásico de Indução

14 Tipos de Máquinas Elétricas

15 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
Na região em torno de um ímã acontecem alguns fenômenos especiais, como a atração de fragmentos de ferro ou o desvio da agulha de uma bússola. Diz-se que nesta região existe um campo magnético, o qual pode ser representado por linhas de indução. Também ao redor de um condutor percorrido por corrente elétrica existe um campo magnético, cuja intensidade é diretamente proporcional ao módulo da corrente. Este campo pode ser intensificado se este condutor for enrolado, formando uma bobina ou enrolamento. Nesses casos, a intensidade do campo magnético é diretamente proporcional à corrente

16 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO

17 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
Campos magnéticos são mensurados através de uma grandeza chamada indução magnética (simbolizada pela letra B), cuja unidade no SI é o Tesla (T). O valor de B é maior nas regiões onde as linhas estão mais concentradas. Denomina-se fluxo magnético (símbolo ) ao número de linhas de indução que atravessa a superfície delimitada por um condutor (uma espira, por exemplo). Esta grandeza é medida em Webbers (Wb), no SI.

18 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUCAO
Em 1831, Michael Faraday descobriu que quando o fluxo magnético em um enrolamento varia com o tempo, uma tensão u é induzida nos terminais da mesmo; o valor desta tensão é diretamente proporcional à rapidez com que o fluxo varia. Então, a Lei de Faraday (ou Lei da Indução Eletromagnética) pode ser expressa por: Taxa de variaçãoo do fluxo magnetico Número de espiras

19 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
Se os pólos de um ímã forem postos a girar ao redor de uma espira, como representado na Figura, o fluxo nesta varia com o tempo, induzindo uma tensão entre seus terminais; se estes formarem um percurso fechado, haverá neles a circulação de uma corrente induzida i.

20 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
No estudo do Eletromagnetismo, aprende-se que se um condutor estiver imerso em um campo magnético e for percorrido por uma corrente elétrica, surge uma força de interação dada por: Forca de interacao Valor da indução magnetica Corrente no condutor Comprimento da espira É esta força que produz um conjugado nos lados da espira, fazendo-a girar (ação de motor).

21 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
A Figura 7.5 mostra os campos magnéticos formados pela alimentação trifásica em um motor, no qual os enrolamentos de campo estão localizados no estator.

22 PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DE UM MOTOR DE INDUÇÃO
O campo magnético de cada fase é representado por um vetor e a soma vetorial dos mesmos dá o campo resultante. Observa-se que o efeito é o de um ímã girando ao redor do rotor, produzindo a ação de motor, tal como descrita no parágrafo anterior. A velocidade com que esse campo girante opera é chamada velocidade síncrona (ns), dada por: Frequencia da rede (Hz) (1) Numero de polos do motor

23 Funcionamento do Estator – Criacao do Campo Girante

24 Campo Girante O motor de indução é um motor que baseia o seu princípio de funcionamento na criação de um campo magnético rotativo. A partir da aplicação de tensão alternada trifásica no estator, consegue produzir-se um campo magnético rotativo (campo girante), que atravessa os condutores do rotor.

25 Campo Girante O campo magnético girante criado pelo estator induz no rotor F.E.Ms (Força Eletromotriz) que, por sua vez, criam um campo magnético induzido no rotor. Este campo magnético induzido no rotor, gira e tende a alinhar-se com o campo girante do estator, entao produzindo um movimento de rotação no rotor.

26 Funcionamento do Rotor – Campo Induzido

27 A velocidade de rotação do rotor é ligeiramente inferior à velocidade de rotação do campo girante do estator, não estando por isso o rotor sincronizado com esse campo girante Estator Rotor

28 Num motor de indução, a velocidade de rotação é diferente da velocidade de sincronismo. Este fato deve-se porque existe uma diferença de velocidade entre o rotor e o campo girante do estator. A esta diferença de velocidade dá-se o nome de escorregamento e pode ser calculado por:

29 Escorregamento (s): Onde:

30 LIGAÇÃO DOS MOTORES TRIFÁSICOS

31 Motor de Indução Trifásico Assíncrono

32 Exercícios: 1. Quais as velocidades síncronas de um motor de 6 polos sob as frequências de 60 Hz e 50 Hz? 2. Determine a velocidade de um motor de 4 polos, 60 Hz, operando com escorregamento de 4%. Qual é a velocidade relativa entre o campo girante e o rotor, e qual é a frequência induzida no rotor? 3. Nos geradores para avião a jato que operam na frequência de 400 Hz, determinar o número de polos necessários para obtenção dessa frequência, sabendo- se que a turbina que aciona esse gerador gira a rpm.

33 Referencia Bibliográficas