Mquinas AC Corrente el©ctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Mquinas corrente...

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  • Mquinas AC Corrente elctrica alternada Electromagnetismo Transformadores Mquinas corrente contnua Mquinas corrente alternada Outras mquinas Assncronas Sncronas
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  • Campo magntico N S N S N S N S Campo magntico girante A agulha (magntica) acompanha o movimento do campo gira com velocidade sncrona
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  • N S N S N S N S N S N S N S N S H
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  • Temporalmente: Espacialmente: H sinusoidal pulsante
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  • 1 fase campo magntico pulsante I H
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  • hRhR hShS hThT H total
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  • hRhR hShS hThT
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  • H 1 plo N + 1 plo S 1 par de plos 2 conjuntos de enrolamentos: Campo girante perfaz uma rotao de 180 correntes cumprem 1 ciclo (de frequncia f) 1 conjunto de enrolamentos (3 fases): Campo girante perfaz uma rotao de 360 correntes cumprem 1 ciclo (de frequncia f) 2 P = 1 n = 3.000 rpm 2 P = 2 n = 1.500 rpm 2 P = 3 n = 1.000 rpm
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  • A B
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  • Sempre que uma bobine atravessada por um fluxo magntico varivel, gera-se uma f.e.m. induzida, que cria uma corrente induzida, que tende a opor-se causa que lhe deu origem Rotao do corpo A (que cria o campo magntico) A L B i 0 varivel, que atravessa a bobine L [ = B.S.cos c/ varivel ] f.e.m. i 0 I i 0 - a bobine L, um fio com as extremidades curto circuitadas Lei de Lenz-Faraday: BiBi BiBi
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  • N S N N N N N N N S S S S S S S S S R R R = S ?
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  • S anda atrs de N, mas sem nunca o apanhar Se R S no varia constante no existe fem i nem I i no existe B i no existe N- S R S
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  • Diferena R S ESCORREGAMENTO
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  • Velocidade sncrona n s (campo girante) Velocidade assncrona n (rotor) Escorregamento: [rad/s] n [rpm]
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  • Trocando 2 fases
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  • (0) (60) (120) +
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  • Circuito elctrico equivalente Trf. ideal XmXm R1R1 RCRC X1X1 XRXRR R 2 = r 2 R R X 2 = r 2 X R0 R1R1 X1X1 RCRC XmXm Reduo, ao estator, das impedncias do rotor
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  • Equaes 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
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  • Perdas Joule (estator) Perdas ferro 3 R S I 2 S Perdas Joule (rotor) 3 R R I 2 R Perdas Mecnicas EstatorRotor VeioFonte P ele = (1 - g).P S-R = R T Elctrica Mecnica P ele = V C I L P mec = n T n
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  • n sinc n T n zona travagem zona motor zona gerador nNnN n sinc TNTN
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  • 20 40 60 80 100 120 T [N.m] [%] 20 40 60 80 100 cos 0,2 0,4 0,6 0,8 1 I [A] 40 80 120 160 200 cos I T n n nsns
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  • Rotor em gaiolaEstator com as bobines
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  • Gaiola externa Gaiola interna segmentos
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  • 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 102030405060708090100 %T n % n S D C B Satisfao da variedade de binrios de carga em motores de induo em gaiola
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  • 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
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  • Arranque Travagem Em carga
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  • nnsns n T Ponto de funcionamento estvel T carga T motor T max TaTa nnnnn
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  • T n T n T n T n T n T n Gruas, guinchos, guindastes, tapetes rolantes (carga c te ) Monhos de rolos, bombas de pisto, plainas, serras de madeira Ventiladores, misturadores, exaustores, bombas centrfugas, compressores Fresadoras, mandriladoras Forno rotativo Volantes ( binrioa carga 0 ) 1/81/41/23/4
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  • Directo T a I a = 5 6 x I n Resistncia(s) (estatricas) T a = 0,2 0,65 x T n I a = 5 6 x I ad (Auto)transformador Estrela tringulo T a = 1/3 x T n I a = 1/3 x I ad Resistncia(s) (rotricas)
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  • Rotor 2 velocidades Gaiola externa R 1 Gaiola interna R 2 Acoplamento hidrulico centrfugo electromagntico Electrnico
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  • 100 50 100 150 200 250 %T n % n S 200 400 600 800 1000 %I n comutao antes deste ponto T m T m Y I m Y I m T carga No se consegue a reduo do pico de corrente 100 50 100 150 200 250 %T n % n S 200 400 600 800 1000 %I n comutao antes deste ponto T m T m Y I m Y I m T carga Consegue-se a reduo do pico de corrente
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  • T acel = T motor - T carga 20406080100 50 100 150 200 %T n % n S T carga T acelerao T motor (se T c te [0, t] ) 20406080100 200 %T n % n S T c te T acel T acel (linearizado) J [kg.m 2 ] T [N.m] [rad/s]
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  • Travagem Paragem do motor: Inrcia (atritos) Travo mecnico (T atrito + T trav ) motor freio Injeco de corrente contnua (estator) Contra corrente (troca de fases)
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  • danos no arranque correntes elevadas impedir arranque (com carga) manter velocidade correntes elevadas T amb = 40C h = 1.800 m P = 50 x 0,94 = 47 kW Problemas na utilizao de motores de induo P = 50 kW
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  • carga 32% 57% 7% directo correias e polies engrenagens outros (4%) Maximizao : alinhamento paralelismo tenso Rendimento do acoplamento: motor / mquina
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  • Valores caractersticos (motores de induo) Tenso Y / VCorrente Y / A Corrente (rotrica ) A Potncia W Frequncia Hz Velocidade rpmF.P. IP Escorregamento %Factor de servioClasse Isolamento Fabricante, n de srie, modelo,...