Maquinas Sincronas

Click here to load reader

  • date post

    20-Feb-2016
  • Category

    Documents

  • view

    228
  • download

    3

Embed Size (px)

description

a

Transcript of Maquinas Sincronas

  • 2015/2

    Universidade Federal de So Joo de Rei

    Curso de graduao em Engenharia Eltrica

    Mquinas Eltricas I

    Aula XII

  • Entendimento Sistmico

    Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Aula passada

    Prova

  • Entendimento Sistmico

    Tpicos abordados

    Efeitos da resistncia de rotor na caracterstica de Torque e no desempenho do motor

    Projetos especiais de gaiola

    Classes de aplicao dos motores

    Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

  • Entendimento Sistmico

    Em operao normal, interessante que a resistncia do rotor seja a menor possvel menores perdas Resistncia de rotor pequena leva a baixo torque e elevadas correntes na partida Resistncia do rotor deve ento satisfazer compromisso entre torque de partida e rendimento

    Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Motor com rotor bobinado

    Resistncia externa para aumentar torque de partida

    2'MaxT exts k R R

    Possibilidade de torque mximo na partida

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Resistncia externa pode ser retirada gradativamente torque mximo durante toda a acelerao

    Grande parte do calor gerado externamente facilidade de refrigerao

    Possibilidade de controlar a velocidade do motor

    Problema de custo

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Motor com rotor em gaiola

    No se tem acesso aos terminais do motor impossibilidade de adicionar resistncia externa

    Inicialmente pode-se imaginar um rotor com barras de resistncia equivalente alta ou baixa

    Baixa resistncia Bom rendimento

    Alta resistncia Torque de partida elevado

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Como conseguir os 2 objetivos?

    A frequncia das grandezas no rotor varia com a velocidade do motor

    Com disposies e formatos adequados para as barras, os rotores em gaiola podem ser projetados de modo que suas resistncias efetivas, a 60 Hz, sejam diversas vezes superiores resistncia em frequncias mais baixas

    R ef sf

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Rotor com barras profundas

    A indutncia de disperso da camada da base maior que da camada do topo

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Todas as partes das barras esto conectadas em paralelo modelo de circuitos RL em paralelo

    1 2 3L L L L

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    n = nnom

    1 12 RX f L

    Escorregamento baixo frequncia no rotor pequena

    2 22 RX f L

    3 32 RX f L R

    2 RX f L

    Distribuio uniforme da corrente por toda a rea da seo da barra

    Resistncia efetiva baixa

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    n = 0

    Escorregamento unitrio frequncia no rotor elevada

    Reatncias se tornam considerveis

    1 2 3X X X X

    Corrente se distribui preferencialmente nas camadas superiores

    Reduo da rea efetiva para passagem de corrente

    Aumento da resistncia efetiva

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Profundidade das barras pode ser projetada para ter uma resistncia efetiva muito maior na partida que em operao nominal

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Rotor em gaiola dupla

    A barra superior tem seo reta menor e, consequentemente, tem resistncia mais elevada

    Na partida, a corrente est concentrada na parte superior, assim Rbarra = Rbarra_superior

    Quando o motor acelera, a corrente se distribui de maneira mais uniforme e Rbarra = Rbarra_superior em paralelo com Rbarra inferior

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    L2 Indutncia por fase da barra superior

    L2 Indutncia por fase da barra inferior

    R2 Resistncia por fase da barra superior

    R2 Resistncia por fase da barra inferior

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Classes de aplicao

    Utilizando variaes entre rotores de gaiola simples, com barras profundas e gaiola dupla os motores de induo podem ser projetados para terem diversas caractersticas de funcionamento

    Diversos modelos padronizados esto disponveis para atender a diferentes exigncias de partida e funcionamento

    Conforme as suas caractersticas de conjugado em relao velocidade e corrente de partida, os motores de induo trifsicos com rotor de gaiola so classificados em categorias, cada uma adequada a um tipo de carga

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    NBR 7094

    Categoria N so os motores de uso geral, isto , aqueles que tem torque e corrente de partida normais e baixo escorregamento em operao normal. Aplicaes tpicas: ventiladores, bombas e mquinas ferramentas.

    Categoria D Motores de torque de partida alto, corrente de partida normal e escorregamento maiores que 5 %. Aplicaes tpicas: cargas que apresentam picos peridicos e que necessitam de alto torque de partida com corrente de partida limitada tais como elevadores e pontes rolantes.

    Categoria H Motores projetados para que produzam torque de partida elevado, corrente de partida normal e baixo escorregamento. Aplicaes tpicas: cargas de inrcia elevada como correias transportadoras e moinhos

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    NBR 7094

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    NEMA

    Classe A Usualmente possuem rotor de gaiola simples de baixa resistncia. Bom desempenho em condies nominais, Baixo escorregamento (menor que 5%) e rendimento elevado. Corrente de partida elevada (5 a 8 vezes In). Torque de partida normal (1,5 a 1,75 vezes torque nominal).

    Classe B Motor com rotor em barras profundas. Aproximadamente mesmo torque de partida da classe A, mas com a corrente de partida menor. Torque mximo inferior ao da classe A. Baixo escorregamento.

    Classe C Utiliza a gaiola dupla. Baixa corrente de partida. Torque de partida elevado. Escorregamento mais elevado que os classe A e B.

    Classe D Normalmente em gaiola simples e rotor de alta resistncia. Torque de partida elevado. Corrente de partida reduzida. Escorregamento elevado, baixo rendimento.

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    NEMA

  • Mquinas Eltricas I Prof. Marco Tlio

    Exemplo O circuito aproximado de um MIT 60 Hz, 1710 RPM, gaiola dupla mostrado. As impedncias de rotor bloqueado so Gaiola externa: 4 +j1,5 Gaiola interna: 0,5 + j4,5 Desprezando R1 + jX1 a) Determine a razo entre as correntes das gaiolas internas e

    externas na partida e em velocidade nominal

    b) Determine o torque de partida em relao ao nominal

    c) Determine a razo entre os torques de cada gaiola na partida e nominal