Materiais e Máquinas Elétricas: Circuito Equivalente de Máquinas de Indução

MATERIAIS E MÁQUINAS ELÉTRICAS Prof Me Alexandre Coelho Agenda da Aula Máquinas assíncronas Circuito equivalente Diagrama de fluxo de potência Máquinas de Indução Circuito equivalente O motor de indução baseiase na ação de transformador para poder funcionar Assim o circuito equivalente de um motor de indução será bastante semelhante ao de um transformador conforme apresentado abaixo Máquinas de Indução Circuito equivalente No motor de indução a potência é fornecida apenas ao circuito do estator da máquina Como o motor de indução não tem circuito de campo independente seu modelo não tem a fonte de tensão interna EA que era presente nos motores síncronos Começaremos a desenvolver um modelo para o MI usando o modelo do transformador Devemos analisar um modo de incluir a frequência variável do rotor e os efeitos similares que o MI apresenta Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo de transformador do MI Adaptaremos o modelo do transformador para o MI O estator apresenta certa resistência e autoindutância nos enrolamentos primários R1 e X1 que devem aparecer no circuito equivalente logo na entrada A tensão E1 está relacionada ao fluxo presente na máquina Comparado com os transformadores o MI apresenta maior relutância magnética devido à presença de entreferro logo sua curva de magnetização é menos eficiente Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo de transformador do MI Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo de transformador do MI O entreferro maior do MI implica maior corrente de magnetização da máquina para um dado valor de fluxo Assim a reatância de magnetização XM terá um valor muito menor ou BM um valor muito maior do que no transformador A tensão interna primária E1 está acoplada à tensão do secundário ER por meio de um transformador ideal com relação de espira aef O secundário em curto circuito ER induzida produz fluxo de corrente O circuito equivalente do MI difere do circuito do transformador basicamente no que se relaciona aos efeitos que a variação da frequência produz em ER e nas impedâncias do rotor RR e jXR Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo do circuito do rotor No MI quando uma tensão é aplicada no estator uma tensão é induzida no rotor Quanto maior o movimento relativo entre os campos magnéticos de rotor e estator maiores serão a tensão e a frequência do rotor O movimento relativo máximo ocorre com rotor bloqueado implicando tensão e frequência máximas no rotor A menor tensão e menor frequência ocorrem quando o rotor está na velocidade síncrona O valor de frequência e tensão do rotor é diretamente proporcional ao escorregamento do rotor Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo do circuito do rotor Assim supondo ER0 a tensão de rotor bloqueado MAX então para qualquer escorregamento seu valor é A resistência do rotor é constante para qualquer valor de escorregamento mas a reatância sofre influência A reatância do rotor pode ser escrita por XR0 é a reatância do rotor bloqueado Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo do circuito do rotor O circuito equivalente do rotor é mostrado abaixo Note que é possível representar a corrente IR em função dos valores de reatância tensão induzida de rotor bloqueado e o escorregamento Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo do circuito do rotor Desse ponto de vista a impedância equivalente do rotor é Usandose essa convenção o circuito equivalente do rotor tornase ER0 é constante ZReq inclui os efeitos devido ao escorregamento variável do rotor Máquinas de Indução Circuito equivalente Modelo do circuito do rotor Corrente do rotor em função da velocidade do rotor Máquinas de Indução Circuito equivalente final Para o circuito equivalente final é necessário que a parte do rotor seja refletida referida para o estator Em um transformador podemse refletir as tensões correntes e impedâncias do secundário para o primário por meio da relação de espiras do transformador Máquinas de Indução Circuito equivalente final Exatamente a mesma transformação será feita para o MI logo A corrente do rotor tornase A impedância do rotor refletida no estator é Máquinas de Indução Circuito equivalente final Adotando as definições Assim o modelo completo fica Máquinas de Indução Perdas e diagrama de fluxo de potência A relação entre potência elétrica de entreferro e a potência mecânica de saída desse motor é mostrado abaixo A potência de entrada é na forma de tensões e correntes trifásicas As primeiras perdas são as perdas I2R no enrolamento do estator