Máquinas de Corrente Alternada (ENE052)

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1 Máquinas de Corrente Alternada (ENE052) 1.6 Enrolamentos de Armadura Distribuídos Prof. Abilio Manuel Variz Engenharia Elétrica Universidade Federal de Juiz de Fora Período

2 Recapitulando Tensão Induzida em máquina com enrolamento concentrado: 2 Tensão de Pico: Tensão Eficaz (RMS): Onde:

3 Máquinas Reais 3 É impossível concentrar todas as bobinas em um único par de ranhuras do estator; Enrolamentos de cada fase são distribuídos ao longo do estator. Para cada fase são diversas bobinas com um certo número de espiras.

4 Tensão induzida de enrolamentos distribuídos Seja uma máquina com 3 bobinas por fase distribuídas por um grupo de fase (phase belt) de 20º entre cada bobina. 4

5 Tensão induzida de enrolamentos distribuídos Se a tensão da fase bobina bi central for: 5 Então:

6 Tensão induzida de enrolamentos distribuídos Portanto, t a tensão induzida id na fase A, no estator com enrolamentos distribuídos, é dada por: 6

7 Enrolamento Concentrado X Distribuído Gerador com 3 bobinas bi por fase: Com Enrolamento Distribuídos (20º entre bobinas) Ea distribuido = 2,879E Com Enrolamento Concentrado Ea concentrado = 3E A relação entre estas duas tensões é dada pelo fator de distribuição, K d : K d = Ea distribuido / Ea concentrado 7 Do exemplo:

8 Fator de Distribuição O fator de distribuição, ib i K d, é uma forma conveniente de quantificar o decréscimo de tensão causado pela distribuição das bobinas no estator. 8 K d V distribuido V concentrado Uma maneira alternativa de realizar este cálculo é por: K d sin / n.sin n. / 2 onde: n = número de pares de ranhuras / 2 usadas por fase φ = distância angular entre bobinas (ranhuras)

9 Tensão induzida em enrolamento distribuído Seja um gerador onde cada enrolamento de fase possui i bobinas com cada uma formado por Nc espiras. Se estas i bobinas estiverem distribuídas tem-se que a tensão induzida eficaz (RMS) é: E 9 A RMS P d. 2.. N. K. K. f Onde: Np = i. Nc m. P Kρ é o Fator de Passo: K sin sin 2 4 Kd é o Fator de Distribuição: K d V V distribuido concentrado sinn. / 2 n. sin / 2

10 Tensão induzida em enrolamento distribuído E 10 A RMS P d. E E 2.. N. K. K. f A RMS P W. 2.. N. K. f 4,44. N. K. f A RMS P W. Onde K W é o Fator de Enrolamento (Winding Factor): Kw K. Kd Np i. Nc m. P K sin sin 2 4 K d V V distribuido concentrado sin n. / 2 n. sin / 2

11 Enrolamentos Distribuído de Camada Dupla Passo Pleno: Passo Encurtado: 11

12 Enrolamentos de Camada Dupla Fator de Passo e Fator de Enrolamento em Máquina de Passo Encurtado com enrolamento de camada dupla. Exemplo: Gerador de 2 pólos: 12

13 Exercício Seja o gerador CA conectado em estrela (Y) ilustrado ao lado, com: 4 bobinas por fase com 10 espiras cada; Passo de Bobina = 150º; Velocidade = 3000RPM; Fluxo por pólo = 0,019Wb 13

14 Determine: Exercício a) Diferença angular entre ranhuras; b) Freqüência elétrica da tensão induzida; 14 c) Tensão de pico induzida nos enrolamentos de armadura; d) Tensão Eficaz nos terminais da máquina; e) Quanto de componente harmônica é diminuída com o uso de passo fracionário i nesta máquina.

15 Aulas: Presença obrigatória Início: 09-ago-2010 Término: 10-dez-2010 Dúvidas: Informações 15 Provas: Atendimento pessoal: Galpão do PPEE, 2º Andar. Quartas de 08:00 até as 10:00 Quintas de 10:00 até as 12:00 Informações, Avisos e Material Didático: TVC1: 22-set-2010 (qua) TVC2: 18-out-2010 (seg) TVC3: 29-nov-2010 (seg) 2ª Chamada/Substitutiva: 06-dez-2010 (seg)