Máquina de Corrente Contínua

Transcrição

1 Máqna de Coente Contína Objectvos: - estdo do pncípo de nconamento da máq. CC; - Modelo dnâmco. Máqna CC exct. ndependente e sée; - nconamento em egme estaconáo: moto e geado: caacteístcas electomecâncas; Saída de ldo Moto CC omba omba de combstível: Moto de coente contína acoplado a ma bomba hdálca; Entada de ldo Sstemas Electomecâncos - c. 1

2 Conveso electomecânco elementa N qe qv E v S oça de aplace N - : densdade de oça S θ s S s S dl s dl total - : densdade de coente - total : oça sobe m toço elemen dl no condcto. lsenθ - : oça total Sstemas Electomecâncos - c.

3 Cação de bnáo S oças gas, mas de sentdos opostos, podzdas sobe a espa; Apaecmento de m bnáo electomagnétco moto; N θ Coente onecda ao ccto eléctco atavés do colecto; d θ 90 Sstemas Electomecâncos - c. 3

4 θ Indzdo: onde é eectada a convesão de enega θ Colecto Escovas Indto: ccto de exctação esponsável pela cação do campo magnétco Sstemas Electomecâncos - c. 4

5 Tânsto de potênca M dv t x eqlíbo dnâmco das oças electomagnétca e exteo Pmec xv dv Mv t v potênca mecânca ecebda P e potênca eléctca ecebda Pncípo da consevação de enega d P e Pmec c potênca total ecebda pedas po eeto ole W W mag vaação da enega cnétca e magnétca 1 Wc Mv 1 W mag W0 Sstemas Electomecâncos - c. 5

6 Modelo matemátco do conveso electomecânco:: nconamento moto nconamento moto: tânsto de potênca do temnal eléctco ao temnal mecânco Convesão de enega eléctca em mecânca d dv l M l v x M eqação elatva ao compotamento da pate eléctca em 0 nconamento moto. Evolção da coente e velocdade escalão de caga x v x eqação elatva ao compotamento da pate mecânca escalão de t tensão lv t Sstemas Electomecâncos - c. 6

7 Modelo matemátco do conveso electomecânco:: nconamento geado x v c nconamento geado: tânsto de potênca do temnal mecânco ao temnal eléctco Convesão de enega mecânca em eléctca d l eqação elatva ao compotamento da pate eléctca v aplcação de oça exteo x nconamento geado. Evolção da coente e velocdade dv l M x M x 0 v x 0 eqação elatva ao compotamento da pate mecânca t t Sstemas Electomecâncos - c. 7

8 Máqna CC: pncípo de nconamento Escovas N S N S Colecto Colecto escovas Eectam a lgação com o ccto eléctco exteo; omado po lâmnas condtoas, soladas ente s; Povocam ma mdança no sentdo da coente nos condtoes da espa, coodenada com a posção do oto; Impõem ma coente altenada cja eqênca angla é gal à velocdade de otação oto. Campo de exctação θ t Cente no condto Sstemas Electomecâncos - c. 8

9 omação do bnáo θ náo electomagnétco calclado nma espa : Campo de exctação θ T e Uma espa t T e l θ t Cente no condto T e Caacteístcas do bnáo: Valo médo temo osclatóo; Amento do númeo de espas desasagem amento do númeo de lâmnas no colecto bnáo ltado pela néca do conveso; Sstemas Electomecâncos - c. 5 espas θ 9

10 Te lxo magnétco útl/pólo n p c kcap Paâmetos mecâncos da máqna CC: Ex: nc númeo de condtoes no ndzdo; Te p nc kc A máqna eal tem m númeo mto mas elevado de espas lgadas em sée,assm como de lâmnas, pelo qe a osclação no bnáo é patcamente nexstente. Te k Sstemas Electomecâncos - c. 10

11 Máqna CC: modelo dnâmco Eqação mecânca da máqna CC convenção moto: : d T e T c Te Tc bnáo electomagnétco; bnáo de caga; Te k m m momento de néca da máqna; c c momento de néca da caga; d T e T c O bnáo electomagnétco eqlba o bnáo de caga mas o bnáo necal. alanço de enega na eqação mecânca convenção moto: k d T c d 1 P mec En. cnétca Pc Sstemas Electomecâncos - c. 11

12 alanço de enega na eqação eléctca convenção moto: dwmag P e pedas Pmec Pe pot. eléctca na entada do ndzdo; pedas pedas po eeto ole; Wmag enega magnétca; d 1 k d k d k Eqação eléctca do ndzdo Sstemas Electomecâncos - c. 1

13 Modelo dnâmco da máqna de coente contína Ccto de exctação: d d lxo útl: Ccto do ndzdo: d k Modelo dnâmco da máqna CC d d d k k T c t Eqações eléctcas Eqação mecânca Sstemas Electomecâncos - c. 13

14 Sstemas Electomecâncos - c. 14 Cc. do ndzdo Cc. do ndcto Máqna CC: exctação sée k d Máqna CC: exctação ndependente k d d a a a t T k d c a t T k d c

15 nconamento em egme estaconáo Regme estaconáo Tensões de almentação constantes: [ a t, t] [ U a, U ] Regme pemanente Devadas no tempo 0:, a, 0 Máqna CC: exctação ndependente Caacteístcas electomecâncas velocdade angla x bnáo electomagnétco com exctação ndependente e valo constante paa deentes tensões de almentação Ua: d Geado Moto U a1 U a U a1 > U a > U a3 > 0 U a6 < U a5 < U a4 < 0 U k a k a T e U a3 Moto Geado U a4 U a5 U a6 T e U k a Sstemas Electomecâncos - c. 15

16 Vaação de velocdade U k a Actação na tensão do ndzdo Actação no lxo útl U a Invesão de velocdade Toca de poladade da tensão do ndzdo Toca de poladade da tensão de exctação U a U T e T e k a Vaação de bnáo Actação no valo da coente do ndzdo a Actação no valo do lxo útl U cte < 0 cte > 0 a Invesão de bnáo Invesão do sentdo da coente do ndzdo a Invesão do sentdo do lxo útl U Sstemas Electomecâncos - c. 16

17 Máqna CC: exctação sée Caacteístcas electomecâncas velocdade angla x bnáo electomagnétco paa deentes tensões de almentação U: T e U < 1 < U U 3 náo elevado paa baxas velocdades; Valoes menoes de bnáo paa velocdades maoes; U 3 U 1 U Vaação de velocdade? Invesão de velocdade? T e U < 1 < U U 3 U 3 náo popoconal ao qadado da coente; U Vaação de bnáo? Invesão de bnáo? U 1 Sstemas Electomecâncos - c. 17