Aspectos Construtivos da Máquina de Corrente Contínua

MÁQUINAS ELÉTRICAS I Nota O material a seguir é um slide de aula apresentado pelo prof William Caires Silva Amorim como material pedagógico do IFMG dentro de suas atividades curriculares ofertadas em ambiente virtual e presencial de aprendizagem Seu uso cópia e ou divulgação em parte ou no todo por quaisquer meios existentes ou que vierem a ser desenvolvidos somente poderá ser feito mediante autorização expressa deste docente e do IFMG Caso contrário estarão sujeitos às penalidades legais vigentes Aula 10 Aspectos Construtivos da Máquina de Corrente Contínua Prof William Caires Silva Amorim ITBELET040 MÁQUINAS ELÉTRICAS I MÁQUINAS ELÉTRICAS I 3 Sumário Introdução às máquinas de corrente contínua Aspectos construtivos Princípio de funcionamento como motor MÁQUINAS ELÉTRICAS I Introdução às Máquinas de Corrente Contínua 4 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Classificação das Máquinas Elétricas Rotativas 5 MÁQUINAS ELÉTRICAS I História da Máquina de Corrente Contínua 18311851 máquinas de corrente contínua baseadas em ímãs permanentes 1851 1871 substituição dos ímãs permanentes por bobinas alimentadas por fontes externasmáquinas multipolaresautoexcitação 1871 1886 Enrolamentos de campo série interpolos e enrolamentos de compensação 6 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Estrutura Interna da Máquina de Corrente Contínua 7 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Estrutura interna da máquina de corrente contínua Estator parte estática Rotor parte móvel Estator Enrolamento de campo Rotor Enrolamento de armadura Comutador Barras Escovas Enrolamentos de interpolo e enrolamentos compensadores 8 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Estrutura Interna da Máquina de Corrente Contínua Circuito de campo Gera uma distribuição de campo magnético dentro da máquina Circuito de armadura Circuito aonde acontece a conversão eletromecânica 9 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Estrutura Interna da Máquina de Corrente Contínua 10 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Circuito de Campo da Máquina de Corrente Contínua 11 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Circuito de Armadura da Máquina de Corrente Contínua 12 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Comutador Estrutura necessária para o funcionamento da máquina 13 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Enrolamentos de Interpolo e Enrolamento Compensador Melhora o desempenho da máquina Fundamental em máquinas de alta potência Reduz o fenômeno de faiscamento 14 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina CC de Alta Potência 15 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Princípio de funcionamento 16 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Tensão induzida de um condutor em movimento 17 Neste exemplo necessitase de 2 FATORES para existir tensão induzida Velocidade Densidade de fluxo Sinal negativo quer dizer que se opõe a variação de fluxo Se existir um circuito fechado haverá uma corrente induzida MÁQUINAS ELÉTRICAS I Tensão induzida de um condutor em movimento 18 Expressão válida quando a velocidade do condutor e a densidade de fluxo são ortogonais Aproximação válida para os condutores presentes na máquina de corrente continua MÁQUINAS ELÉTRICAS I Distribuição real do fluxo magnético do circuito de campo 19 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Distribuição real do fluxo magnético do circuito de campo 20 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Distribuição de fluxo no entreferro e tensão induzida 21 Comutador Retificador mecânico Note que a tensão induzida passa por zero Linha neutra Coincide com o fluxo máximo Melhor momento para comutar MÁQUINAS ELÉTRICAS I Tensão Induzida Máquina CC Elementar 22 Curvatura dos polos campo radial Parte lateral das bobinas é perpendicular a densidade de fluxo 𝑒𝑑𝑐 𝑒𝑏𝑎 𝐵𝑙𝑣 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Relembrando Força de Lorentz 23 Relembrando Força de Lorentz Note que a existência de força de Lorentz depende de três ingredientes Corrente elétrica Campo magnético externo representado pela densidade de fluxo 𝐵 Corrente não pode estar paralela ao campo magnético Note que a força de Lorentz é perpendicular ao plano formado entre Ԧ𝑙 e 𝐵 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Conjugado total resultante induzido 24 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Em geral a tensão em qualquer máquina real dependerá dos mesmos três fatores 1 O fluxo na máquina 2 A corrente na máquina 3 Uma constante que representa a construção da máquina Princípio de Funcionamento como Motor 25 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Distribuição de fluxo no entreferro máquina de 4 polos 26 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Comutação em uma máquina com 4 espiras 27 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina elementar de dois polos e quatro espiras 28 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina elementar de dois polos e quatro espiras 29 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina elementar de dois polos e quatro espiras 30 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina elementar de dois polos e quatro espiras 31 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Máquina elementar de dois polos e quatro espiras 32 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Tensão resultante 33 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Extensão do conceito anterior para N espiras 34 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Obrigado pela atenção Bons estudos Dúvidas Email williamamorimifmgedubr 35 MÁQUINAS ELÉTRICAS I Nenhuma grande obra é realizada de forma apressada Realizar uma grande descoberta científica pintar uma grande tela escrever um poema imortal tornarse um ministro ou um general famoso realizar qualquer coisa de grandioso requer tempo paciência e perseverança Essas coisas são realizadas gradualmente pouco a pouco W J Wilmont Buxton