Máquinas de indução. Gil Marques 2005

Transcrição

1 Máquina de indução Gil Maque 5 Conteúdo: Contituição Campo giante pincípio de funcionamento Modelo cicuito equivalente Caacteítica de egime pemanente Aanque

2 Contituição - Roto em gaiola Cote tanveal 4

3 Contituição 5 Contituição oto em gaiola 6

4 Contução do oto em gaiola a) Roto com anei no topo b) Roto moldado 7 Contituição Roto bobinado 8 4

5 Máquina Aíncona de oto bobinado M 9 Apecto contutivo 5

6 Ditibuição do enolamento Linha de foça do campo paa p= 6

7 Campo giante Númeo de pólo no etato e no oto Memo númeo de pólo Bináio eultante poível Númeo difeente de pólo Bináio eultante nulo 4 7

8 Modelo da máquina de indução 5 Velocidade de inconimo p N [pm] N[pm] p Númeo de pae 5 Hz 6 Hz de pólo 6 n = f p [ot/] 5 8 N = 6 f p [ot/min]

9 Roto alinhado com etato 5 6 y 4 x O enolamento -4, -5 e -6 compotame como tanfomadoe. A vaiação do fluxo ciado pela fae vai faze enti-e diectamente na fae 4 e também na fae 5 e 6. 7 Cicuito equivalente po fae com a máquina paada e alinhada i R L d L d R i v R fe L M v Gandeza do oto eduzida ao etato Compotamento como tanfomado tifáico 8 9

10 Roto na poição θ em elação ao etato 5 6 y 4 θ x A tenõe no oto ião eta defaada de um ângulo que depende de θ em elação à tenõe do etato coepondente. Compotamento como tanfomado defaado 9 Cicuito equivalente - defaado i R L d L d R i v R fe L M v i e -jθ v A tenõe do oto etão defaada e em atao do ângulo θ

11 Definição da poiçõe elativa y Poição do campo θ θ θ x Noção de ecoegamento θ, ω poição e velocidade do campo giante vito do etato θ m, ω m poição e velocidade do oto vito do etato θ, ω poição e velocidade do campo vito do oto ecoegamento elativo θ ω ω ω = θ θ onde : ω ωm = ω = ω ω = ω m ω ωm = ω ω

12 Cicuito equivalente i R X d X d R i v E E v A foça electomotiz do etato E é dada po: E =jωn φ A foça electomotiz do oto E eduzida ao etato é dada po: E =jωn φ = E Equema equivalente equaçõe do oto E E E = R i = R i R = i + jx jx jx d A eitência e a tenão do oto apaecem dividida pelo ecoegamento + + i d d i i + v + v v + 4

13 Cicuito equivalente geal i R L d L d R i v E R fe L M v v e i tenão e coente no etato v e i tenão e coente no oto eduzida R e R eitência do etato e do oto eduzida L d coeficiente de dipeão R fe e L M coeficiente do amo de magnetização 5 Caacteítica de egime pemanente 6

14 Balanço enegético i R L d L d R i v R fe L M R (-) p P j p fe p j Pe P m P Potência abovida pelo etato p j peda de joule do etato p fe peda no feo do etato p j peda de joule do oto P e Potência que atavea o entefeo P m Potência tanfomada em mecânica 7 Funcionamento Moto, Geado e Feio = = = < N=-N in N= N=N in / > > < (-)/ < > < Feio Moto Geado 8 4

15 Cicuito equivalente apoximado v i R fe i R i m L M L cc R I = R V R + + jx cc P = P e em R I R = ( ) I = ( ) P e I = V R R + + X 9 cc Expeõe do bináio T em Pem = ω m T em Pem = ω m = ( ) Pe Pe = ( ) ω ω T em Pe = = ω ω R I = prv R ω R + + X cc 5

16 Caacteítica em função da velocidade de otação 6 I/IN 4-6 I/IN 4 - T/TN F P - - N/N Moto Coente de aanque quae 5 I N Bináio de aanque quae T N Bináio máximo quae T N Facto de potência bom paa N póximo de N in I/IN T/TN I/IN FP N/N 6

17 Ponto de funcionamento Vaiação da tenão de alimentação Iab/IN 5 4 Coente abovida e bináio paa tenõe difeente U=,7UN U=UN U=UN T/TN U=,7UN N/Nin 4 7

18 Influência da eitência do oto Coente abovida e bináio paa R difeente 6 Iab/IN T/TN R R R R R N/Nin R Pode aumenta-e a eitência do oto colocando eitência no exteio. Vantagen: - Maio bináio de aanque - Meno coente de aanque - O aquecimento da eitência do exteio não contibui paa a elevação de tempeatua da máquina 5 Vaiação de fequência e tenão V/f T/TN Vaiação com V/f=contante N/Nin (5Hz) O comando V/f é equivalente a fluxo de excitação contante. O bináio máximo etá diponível, ma a potência é eduzida Ua-e paa velocidade infeioe à velocidade de inconimo 6 8

19 Enfaquecimento do campo T/TN Enfaquecimento do campo V=cont f= f=. f= N/Nin (5Hz) A tenão de alimentação é mantida no valo máximo. Aumentando a fequência diminui-e o fluxo. O bináio máximo fica eduzido. A potência máxima da máquina etá diponível. 7 Pequeno ecoegamento V V I = = R R p R Tem = I ω p V Tem = ω R 8 9

20 Caacteítica paa pequeno. Caacteítica η I, T, Fp,, η Fp I T Pu/P N 9 Ditibuição da peda em % Ditibuição de peda num moto típico de 75kW 4

21 Peda em função da caga 4 Motoe de alto endimento Rendimento em função da caga paa um moto de kw 4

22 Rendimento no ponto nominal em função da potência do moto 4 Aanque diecto Máquina de 5 kw Em tiângulo Em etela 44

23 Aanque etela-tiângulo e com bobina Máquina de 5 kw Etela-tiângulo Bobina de aanque 45 Aanque diecto Máquina de, kw Em tiângulo Em etela 46

24 Aanque etela-tiângulo Máquina de, kw Zoom 47 Aanque com bobina no etato 48 4

25 Aanque po autotanfomado 49 Aancado uave 5 5