SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA

Apresentação em tema: "SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA"— Transcrição da apresentação:

1 SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA
DISCIPLINA SISTEMAS DE CARGA E PARTIDA EEP001 Prof. Edson Prof. Edson-2012

2 Objetivos Específicos: - Contexto Histórico.
Motor de Faraday e Motores Homopolares Motores CC – Princípios (Kosow Cap.1 e Apostila do Prof.Valdir Noll, CEFET-SC, Seção 8.1, disponível no sitio) Motores CC – Tipos (Kosow Cap.4) Formas Construtivas Prof. Edson-2012

3 Orsted descobriu a existência de uma relação entre corrente elétrica e magnetismo e em seguida Faraday utilizou o princípio para desenvolver o primeiro motor elétrico do mundo! Prof. Edson-2012

4 Princípio do motor de Faraday baseado nas descobertas de Orsted
Prof. Edson-2012 Relatório do aluno Rafael Santarelli para o curso de Física I da Unicamp, 2007

5 Princípio de funcionamento de um Motor Homopolar
Princípio do motor de Faraday baseado nas descobertas de Orsted Princípio de funcionamento de um Motor Homopolar Prof. Edson-2012

6 (Kosow 4.2). COMPORTAMENTO DE UMA ESPIRA IMERSA EM UM CAMPO MAGNÉTICO.
Prof. Edson-2012 (Kosow 4.2).

7 CIRCUITO EQUIVALENTE O torque é diretamente proporcional à corrente consumida ( se o fluxo  for constante) logo a razão M/IA é uma constante e a velocidade é proporcional à tensão aplicada, então: M ~ I  Kt = M/IA VA = VFem = ke..n ou n = VA/ke. Onde: IA = Corrente no rotor VA = Tensão aplicado no rotor e n = rotação do motor Modelo teórico Curva Corrente X Torque Curva Tensão X Velocidade VFem Prof. Edson-2012

8 PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO EM VELOCIDADE COMO FUNÇÃO DA FCEM E DO FLUXO (Kosow 4.5).
MOTOR ALIMENTADO COM TENSÃO CONSTANTE E VARIÁVEL Prof. Edson-2012

9 PRINCÍPIO DE OPERAÇÃO EM VELOCIDADE COMO FUNÇÃO DA FCEM E DO FLUXO (Kosow 4.5).
RELAÇÃO ENTRE NÚMERO DE ESPIRAS E A VELOCIDADE Motor com número de espiras alto tem, baixa velocidade, alto torque constante, e baixo consumo de corrente. Motor com número de espiras baixo tem, alta velocidade, baixo torque e alto consumo de corrente. A velocidade é limitado pela VCEM, quando VA = VCEM Prof. Edson-2012

10 Máquinas Elétricas e transformadores, Irwing Kosow 15 Ed. Ed. Globo.
Exercício!!! Um motor série CC, possuindo uma resistência de 2,5 e uma queda de tensão nas escovas de 0.3V, recebe uma tensão aplicada de 12V através dos terminais da armadura. Calcule a corrente na armadura quando: A velocidade produz uma FCEM de 11V para uma dada carga; Há uma queda de velocidade (devido à aplicação de uma carga adicional) e a FCEM tem o valor de 10.5V; Calcule a variação percentual na FCEM e na corrente de armadura. Prof. Edson-2012 Máquinas Elétricas e transformadores, Irwing Kosow 15 Ed. Ed. Globo.

11 Conceito de Torque ou Conjugado (Kosow 4.7).
F=20N Prof. Edson-2012

12 Motor Série Torque de partida alto Prof. Edson-2012

13 Motor Paralelo ou Shunt (Kosow 4.9).
Potência constante, velocidade alta Prof. Edson-2012

14 MOTORES DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
O FATOR ke DO MOTOR DEPENDE DOS FATORES DE CONSTRUÇÃO DO MOTOR, E ISTO LIMITA A VELOCIDADE. NOS EXCITADOS EXTERNAMENTE, PODEMOS REDUZIR O FLUXO MAGNÉTICO E ASSIM AUMENTAMOS A VELOCIDADE. Prof. Edson-2012

15 MOTORES DE EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
VELOCIDADE MÁXIMA LIMITADA PELA FLUTUAÇÃO NOS COMUTADORES. PERDA DE POTÊNCIA E TORQUE PELA ALTA RESISTÊNCIA NOS COMUTADORES. ALTO MOMENTO DE INÉRCIA. PROBLEMAS DE BALANCEAMENTO. PERDA DE POTÊNCIA NO ROTOR POR EFEITO JOULE. RELAÇÃO TORQUE/VOLUME BAIXO. RUÍDO GERADO NOS COMUTADORES. DESGASTE DOS COMUTADORES E COLETORES. CONTROLE RELATIVAMENTE SIMPLES. ALTA MANUTENÇÃO. Prof. Edson-2012

16 Considerações sobre o número de Pólos
Reduz o ripple de torque Reduz variação de velocidade Aumenta estabilidade Prof. Edson-2012

17 Calcule a velocidade do motor para uma corrente de Ia = 2A.
Exercício!!! A resistência do circuito de armadura de um motor-série de 2.4KW 24V é de 0.1. A queda nos contatos é de 0.3V e a resistência do campo-série é de 0.5 . Quando o moto-série absorve 8.5A a velocidade é de 600 RPM. Calcule a velocidade quando a corrente absorvida é de 10A . Qual o valor da corrente na partida? Calcule a velocidade do motor para uma corrente de Ia = 2A. Faça uma análise crítica dos resultados. Prof. Edson-2012

18 Para determinar corretamente a velocidade máxima seria necessário o valor do torque de resistente do rotor (perdas por atrito) Prof. Edson-2012

19 Formas Construtivas de um Motor DC – Vista de um Rotor
Detalhe do Slot Detalhe de uma lâmina Ventilação Forçada Enrolamento da Armadura Coletores Eixo Principal do Rotor Prof. Edson-2012

20 Construção Laminar para Reduzir Perdas por Correntes Parasitas
Perdas no Núcleo é a soma das Perdas por Histerese e Corrente Parasita Detalhe de uma lâmina Prof. Edson-2012

21 Formas Construtivas de um Motor DC – Vista do Coletor
Eixo Principal do Rotor Enrolamento tipo Gramme Apenas ilustratívo Prof. Edson-2012

22 Princípio da comutação
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23 Detalhe do Efeito da Comutação Mecânica no Modo Gerador
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24 Formas Construtivas de um Motor DC – Vista dos Blocos Laminares
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25 Formas Construtivas de um Motor DC – Vista do Estator
Enrolamento das Bobinas de Campo Detalhe da Lâmina do Estator Prof. Edson-2012

26 Formas Construtivas de um Motor DC – Vista das Escovas
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27 Formas Construtivas de um Motor DC com Imã Permanente
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28 Motores CC – Aplicações Automotivas
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29 Motores CC – Tabela de Aplicações Automotivas
Aplicação Potência (W) Corrente (A) Quantidade Tipo de Driver Ar Condicionado 300 25 1 Unidirecional e variável Radiador 10-20 Tendência para brushless Bomba de Combustível 100 8 Limpadores 60-100 5-8 1-2 Reversão Mecânica Faróis 2 Com reversão Vidros elétricos 25-120 2-10 2-4 Ajuste de Bancos 50 4 4-16 Teto Solar 40-100 3,5-8 Trava de Portas 12-36 1-3 6-9 Ajuste de Espelhos 12 Prof. Edson-2012

30 Velocidade quando a corrente de carga cai para 20A.
Lista de Exercícios 2 Um motor-série de 10HP e 240V tem uma corrente de linha de 38A e uma velocidade nominal de 600RPM. O circuito da armadura e a resistência do campo-série, respectivamente, são 0,4 e 0,2. A queda de tensão nas escovas é de 5V. Presuma que o motor está operando na porção linear da sua curva de saturação com corrente de armadura menor que a nominal. Calcule: Velocidade quando a corrente de carga cai para 20A. A velocidade em vazio quando a corrente de linha é de 1A. 2) Explique porque não é possível igualar as tensões Vcem e Va. Prof. Edson-2012

31 Lista de Exercícios 2 3) Explique o funcionamento dos motores série e shunt utilizando os modelos equivalentes abaixo. Prof. Edson-2012

32 Solução: Lembrando que: Para i=8,5A
E assumindo que o fluxo  é proporcional à I na região linear Para i=10,0A Prof. Edson-2012