Slide - Aula 17 - Princípios de Conversão Eletromecânica de Energia

Conversão Eletromecânica de Energia (Aula 17) Prof. Dr. J. B. Leite 3. Princípios de Conversão Eletromecânica de Energia 2 Sistemas com Excitação Única Bobina de N espiras sem perdas Núcleo magnético μ → ∞ λ Émbolo magnético Comprimento axial = h Rotor θ g r1 gi d i l h Sistema Multiexcitado definição e determinação ● Sistema de Armazenamento ● Energia e Coenergia ● Conjugado ● Exemplo 4 Sistema de Armazenamento sem Perdas 5 A maioria dos dispositivos de conversão eletromecânica de energia consiste em sistemas de campo magnético multiexcitado. Um sistema de movimento rotacional, em que as variáveis do terminal mecânico são o conjugado Tcmp e o deslocamento angular θ. O sistema deve ser descrito em termos de três variáveis independentes. Energia em Sistema de Campo Magnético Multiexcitado 6 A função diferencial de energia dWcmp(λ1, λ2, θ), corresponde à: Por analogia, A derivada parcial em relação a cada variável independente deve ser tomada mantendo constantes as outras duas variáveis independentes. A energia Wcmp pode ser encontrada integrando dWcmp(λ1, λ2, θ). Energia em Sistema de Campo Magnético Multiexcitado 7 Para esse caminho de integração, Pode-se permutar a ordem de integração em relação a λ1 e λ2. Apenas uma variável de estado é variada por vez. Energia em Sistema de Campo Magnético Multiexcitado 8 Em um sistema magnético linear, Manipulando as expressões: A energia magnética é dada por: Coenergia em Sistema de Campo Magnético Multiexcitado 9 Coenergia pode ser definida para os sistemas de dois enrolamentos, A sua diferencial, O conjugado pode ser determinado: A coenergia pode ser obtida como, Coenergia em Sistema de Campo Magnético Multiexcitado 10 Para o sistema linear, A expressão de energia é uma função complexa do deslocamento. A sua derivada também o é em grau ainda maior. Alternativamente, o conjugado pode ser determinado a partir da derivada da coenergia: Torque [N.m] Conjugado total Conjugado de relutância Conjugado de interação mútua Teta [radianos] Exemplo 12 No sistema mostrado na figura, as indutâncias em henrys são dadas por: L11 = (3 + cos2θ) × 10−3 L12 = 0,3 cosθ L22 = 30 + 10 cos2θ. Encontre e plote o conjugado Tcmp(θ) para as correntes i1 = 0,8 A e i2 = 0,01 A. Exemplo 13 O conjugado pode ser determinado a partir de: Para i1 = 0,8 A e i2 = 0,01 A. O conjugado é: Exemplo Força e Conjugado em Sistemas com Imãs... 15