AULA 9 - MOTOR DE INDUÇÃO

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<p>Prof. Me. RAIMUNDO CEZAR CAMPOS DO NASCIMENTO</p><p>MOTOR DE INDUÇÃO</p><p>MOTORES CA</p><p>Presentation template by</p><p>Presentation template by</p><p>O estator está ligado à fonte de alimentação CA.</p><p>O rotor não está ligado eletricamente a nenhuma fonte de alimentação.</p><p>Quando o enrolamento do estator é energizado através de uma alimentação trifásica, cria-se um campo magnético girante.</p><p>A medida que o campo varre os condutores do rotor, é induzida uma fem nesses condutores ocasionando o aparecimento de uma corrente elétrica nos condutores.</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO</p><p>Os condutores do rotor, percorridos por corrente elétrica, interagem com o campo magnético girante do estator para produzir um torque eletromagnético que atua sobre os condutores do rotor fazendo-o girar.</p><p>Entretanto, como o campo do estator gira continuamente, o rotor não consegue se alinhar com ele. A velocidade do rotor é sempre menor que a velocidade síncrona (velocidade do campo girante).</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO</p><p>MÁQUINA CA - CAMPO GIRANTE</p><p>A tensão induzida em uma dada barra do rotor é dada pela equação:</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Conjugado induzido</p><p>A</p><p>N</p><p>S</p><p>N</p><p>S</p><p>Imaginando que a espira do rotor está fazendo um ângulo arbitrário em relação ao campo magnético e que uma corrente i circula na espira (devido a tensão induzida e a espira estar fechada, um CONJUGADO (FORÇA) será induzido nesta espira.</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Conjugado induzido</p><p>Observe que o conjugado é máximo quando o plano do laço está paralelo ao campo magnético e é zero quando o plano do laço está perpendicular ao campo magnético.</p><p>Em geral, o conjugado de qualquer máquina real dependerá de quatro fatores:</p><p>A intensidade do campo magnético do rotor</p><p>A intensidade do campo magnético externo (estator)</p><p>O seno do ângulo entre eles</p><p>Uma constante que representa a construção da máquina (geometria, etc.)</p><p>Como e</p><p>X</p><p>A corrente no laço gerará uma densidade de fluxo magnético no próprio laço</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Conjugado induzido</p><p>A</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Conjugado induzido</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Conjugado induzido</p><p>CAMPO MAGNÉTICO GIRANTE</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO</p><p>Funcionamento do motor de indução</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO</p><p>A velocidade de rotação do campo magnético no estator é dada por</p><p>A velocidade de rotação rotação do campo girante do estator é constante, sendo denominada de VELOCIDADE DE SINCRONISMO ou</p><p>VELOCIDADE SINCRONA</p><p>A velocidade do rotor não pode ser igual à velocidade síncrona, pois assim, nenhuma corrente seria induzida no enrolamento do rotor e consequentemente nenhum torque seria produzido.</p><p>Como o comportamento de um motor de indução depende da tensão e da corrente do rotor, muitas vezes é mais lógico falar em velocidade relativa.</p><p>Velocidade de escorregamento</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Escorregamento</p><p>12</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO – Relação Pólos x Bobinas</p><p>Observar as relações fase, pólos e ranhuras.</p><p>3 fases;</p><p>4 pólos;</p><p>3 x 4 = 12 ranhuras</p><p>Máquina de 36 pólos  36/12 = 3 ranhuras por pólo e fase</p><p>Um enrolamento trifásico de quatro polos, ligado em Y, está instalado em 24 ranhuras de um estator. Há 40 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos. Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série. O fluxo por polo na máquina é 0,060 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1800 rpm.</p><p>Qual é a frequência da tensão produzida nesse enrolamento?</p><p>Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator?</p><p>frequência da tensão produzida</p><p>tensões resultantes de fase</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO – Relação Pólos x Bobinas</p><p>Um enrolamento trifásico de quatro polos, ligado em Y, está instalado em 24 ranhuras de um estator. Há 40 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos. Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série. O fluxo por polo na máquina é 0,060 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1800 rpm.</p><p>Qual é a frequência da tensão produzida nesse enrolamento?</p><p>Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator?</p><p>tensões resultantes terminal</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO – Relação Pólos x Bobinas</p><p>Um motor de indução trabalha induzindo tensões e correntes no rotor da máquina e, por essa razão, ele também foi denominado algumas vezes transformador rotativo. Como tal, o primário (estator) induz uma tensão no secundário (rotor). Entretanto, diferentemente de um transformador, a frequência do secundário não é necessariamente a mesma que a frequência do primário.</p><p>Exemplo: Um motor de indução de 208 V, 10 HP, quatro polos, 60 Hz e ligado em Y, tem um escorregamento de plena carga de 5%.</p><p>(a) Qual é a velocidade síncrona desse motor?</p><p>(b) Qual é a velocidade do rotor desse motor com carga nominal?</p><p>(c) Qual é a frequência do rotor do motor com carga nominal?</p><p>(d) Qual é o conjugado no eixo do motor com carga plena?</p><p>MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO</p><p>16</p><p>velocidade síncrona</p><p>velocidade do rotor desse motor com carga nominal</p><p>frequência do rotor do motor com carga nominal</p><p>conjugado no eixo do motor com carga plena</p><p>MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO</p><p>17</p><p>1. A bobina de espira simples que está girando no campo magnético uniforme mostrado na figura tem as seguintes características:</p><p>Calcule a tensão induzida nessa espira girante.</p><p>Qual é a frequência da tensão produzida na espira?</p><p>Suponha que um resistor de 10 Ω seja ligado como carga nos terminais da espira. Calcule a corrente que circulará no resistor.</p><p>Calcule o valor e o sentido do conjugado induzido na espira nas condições de (c).</p><p>Calcule as potências elétricas instantânea e média geradas pela espira nas condições de (c).</p><p>Calcule a potência mecânica sendo consumida pela espira nas condições de (c). De que forma esse valor pode ser comparado com a quantidade de potência elétrica gerada pela espira?</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO – Exercícios</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Exercícios</p><p>2. O primeiro sistema de potência CA dos Estados Unidos operava na frequência de 133 Hz. Se a potência CA para esse sistema fosse produzida por um gerador de quatro polos, com que velocidade o eixo do gerador deveria girar?</p><p>3. Um enrolamento trifásico de seis polos, ligado em Y, está instalado em 36 ranhuras de um estator. Há 20 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos. Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série. O fluxo por polo na máquina é 0,035 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1500 rpm. Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator?</p><p>MÁQUINA DE INDUÇÃO - Exercícios</p><p>4. Um enrolamento trifásico de quatro polos, ligado em , está instalado em 36 ranhuras de um estator. Há 150 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos. Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série. O fluxo por polo na máquina é 0,060 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1000 rpm. Qual é a frequência da tensão produzida nesse enrolamento? Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator?</p><p>5. Uma máquina síncrona trifásica de dois polos, ligada em Y e de 60 Hz, tem um estator com 5000 espiras de fio por fase. Que fluxo no rotor seria necessário para produzir uma tensão de terminal (linha a linha) de 13,2 kV?</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p><p>image3.png</p><p>image4.png</p><p>image5.png</p><p>image6.png</p><p>image7.svg</p><p>image17.gif</p><p>image18.gif</p><p>image19.gif</p><p>image20.gif</p><p>image21.gif</p><p>image40.png</p><p>image25.png</p><p>image26.png</p><p>image27.png</p><p>image28.gif</p><p>image29.png</p><p>image30.png</p><p>image31.png</p><p>image22.png</p><p>image23.png</p><p>image24.png</p><p>image32.png</p><p>image33.png</p><p>image34.png</p><p>image35.png</p><p>image36.png</p><p>image46.png</p><p>image37.png</p><p>image38.png</p><p>image39.png</p><p>image41.png</p><p>image42.png</p><p>image43.png</p><p>image44.png</p><p>image45.png</p><p>image47.png</p><p>image48.png</p><p>image49.png</p><p>image50.png</p><p>image51.png</p><p>image52.png</p><p>image53.jpeg</p><p>image54.png</p><p>image55.png</p><p>image56.png</p><p>image57.png</p><p>image58.png</p><p>image59.png</p><p>oleObject1.bin</p><p>image60.emf</p><p>image61.png</p><p>image69.png</p><p>image70.png</p><p>image71.png</p><p>image62.png</p><p>image63.png</p><p>image64.png</p><p>image65.png</p><p>image66.png</p><p>image67.png</p><p>image68.png</p><p>image72.png</p><p>image73.png</p><p>image74.png</p><p>image75.png</p><p>image76.png</p><p>image84.png</p><p>image85.png</p><p>image86.png</p><p>image87.png</p><p>image88.png</p><p>image89.png</p><p>image90.png</p><p>image77.png</p><p>image78.png</p><p>image79.png</p><p>image80.png</p><p>image81.png</p><p>image82.png</p><p>image83.png</p><p>image91.png</p><p>image92.png</p>