Máquinas Elétricas: Funcionamento e Aspectos Construtivos

MATERIAIS E MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof Me Alexandre Coelho Agenda da Aula Máquinas assíncronas Aspecto construtivo Aplicações Conceitos básicos Máquinas de Indução Transformadores de potência 𝑉𝑃 𝑉𝑆 𝑁𝑃 𝑁𝑆 𝑎 𝐼𝑃 𝑁𝑃 𝐼𝑆 𝑁𝑆 𝐼𝑃 𝐼𝑆 𝑁𝑆 𝑁𝑃 1 𝑎 𝑒 𝑑𝜙 𝑑𝑡 Máquinas de Indução Aspecto construtivo O motor de indução tem basicamente o mesmo estator do motor síncrono porém com um rotor diferente Rotores gaiola de esquilo ou bobinado Gaiola de esquilo Máquinas de Indução Aspecto construtivo Rotor bobinado Apresenta fechamento trifásico normalmente em Y com suas terminações conectadas em anéis deslizantes Motores de Indução Conceitos básicos O funcionamento é basicamente idêntico ao dos enrolamentos amortecedores explicado em aulas anteriores Obtenção do conjugado induzido Em um motor tipo gaiola de esquilo tensões trifásicas foram aplicadas na armadura Correntes trifásicas começam a circular no estator produzindo um campo magnético girante BS em sentido antihorário A velocidade de rotação de BS é dada por Motores de Indução Conceitos básicos Como a estrutura do rotor é indutiva a corrente de pico nas barras está atrasada em relação a e e a BS O fluxo de corrente produz um BR O conjugado induzido é dado por Assim o conjugado resultante é antihorário e o motor acelera Motores de Indução Conceitos básicos Há um limite de velocidade para o motor ele tem de girar abaixo da velocidade síncrona Caso a velocidade síncrona seja atingida não haveria tensão induzida no rotor consequentemente não haveria corrente nem conjugado Como resultado a máquina pararia devido às perdas por atrito Conceito de escorregamento A tensão induzida no rotor depende da velocidade do rotor em relação aos campos magnéticos BS e BR Ou seja depende de uma velocidade relativa entre os campos e o rotor Motores de Indução Conceitos básicos Um termo para definir a velocidade relativa entre rotor e os campos magnéticos é a velocidade de escorregamento Ela é definida pela diferença entre as duas velocidades logo Outro termo utilizado é o escorregamento que é dado por Girando na velocidade síncrona s0 se o motor estiver parado s1 Motores de Indução Conceitos básicos Todas as velocidades normais de um motor recaem entre esses limites Manipulando as equações de escorregamento podemse ainda encontrar as seguintes Frequência elétrica do rotor Um motor de indução pode ser considerado um transformador rotativo O primário estator induz tensão no secundário rotor Entretanto no motor a frequência do secundário não é necessariamente a mesma do primário Motores de Indução Conceitos básicos Se o rotor for bloqueado estator e rotor terão a mesma frequência Por outro lado se o rotor gira na frequência síncrona sua frequência é zero Qual será a frequência do rotor para uma velocidade qualquer de rotação Para nm0 rpm implica fre fse e s1 Para nmnsinc implica fre0 Hz e s0 Para qualquer velocidade intermediária a frequência do rotor é diretamente proporcional à diferença entre a velocidade de campo magnético e a velocidade do rotor velocidade de escorregamento Motores de Indução Conceitos básicos Uma vez que s é A frequência do rotor é expressa por Há diversas outras fórmulas alternativas tais como