PEA MÁQUINAS ELÉTRICAS E ACIONAMENTOS PARTE 2 ACIONAMENTOS

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1 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS PARE 2 AIONAMENOS 5

2 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ASPEOS GERAIS DOS AIONAMENOS INDUSRIAIS AIONAMENO ARAERIZADO POR MOOR AOPLADO A UMA ARGA MEÂNIA ARAVÉS DE UMA RANSMISSÃO ADEQUADA MOOR M ω M RANSMISSÃO ARGA MEÂNIA ARAERÍSIA EXERNA x ω M M MOMENO DE INÉRIA : M RELAÇÃO DE RANSMISSÃO : i = ω M / ω RENDIMENO η ω ARAERÍSIAS EXERNAS x ω ; x t MOMENO DE INÉRIA : POÊNIA DE SAÍDA NO EIXO DO MOOR: P M = M. ω M P M :[W] ; M : [N.m] ; ω M : [rd/s] POÊNIA DE ENRADA NO EIXO DA ARGA: P =. ω P M = (1 / η ). P 51

3 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ARGA REFERIDA AO EIXO DO MOOR: ONUGADO REFERIDO M = i η VELOIDADE REFERIDA ωm = i ω MOMENO DE INÉRIA OAL RAIONADO O 1 i = M + 2 RANSMISSÃO REDUORA: i > 1 ; RANSMISSÃO MULIPLIADORA: i < 1 IPO DE MOOR ( ARAERÍSIA M x ω M ) VELOIDADE ( FIXA VARIÁVEL ONROLÁVEL ) POÊNIA REQUERIDA - REGIME DE RABALHO ASSOIADO AO IPO E NAUREZA DA ARGA MEÂNIA AIONADA MÉODO DE PARIDA ( VAZIO EM ARGA ) LIMIAÇÃO DE ORRENE DE PARIDA DURAÇÃO E FREQÜÊNIA DE PARIDAS ASSOIADO AO IPO DE ALIMENADOR DISPONÍVEL E LIMIE DE IMPAO ELÉRIO PERMIIDO NA REDE 52

4 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ARGAS MEÂNIAS PRINIPAIS IPOS E ARAERÍSIAS BOMBAS EM GERAL: = k.(ω ) 2 ; P = k.(ω ) 3 BAIXO ONUGADO DE PARIDA MÁQUINAS DE FLUXO VENILADORES PARIDA OM URVA DE ORQUE REDUZIDA (VAZÃO RESRINGIDA) EM GERAL : ONUGADO E POÊNIA ONSANES NO EMPO OMPRESSORES EM GERAL: = k OU = k.. ω ; p = k.ω OU P = k.(ω ) 2 ELEVADO ONUGADO DE PARIDA PARIDA OM ONRA PRESSÃO PONES ROLANES EM GERAL: = k ; P = k.ω MÁQUINAS DE LEVANAMENO E RANSPORE GUINDASES GRUAS ELEVADO ONUGADO DE PARIDA (IGUAL OU SUPERIOR AO DE REGIME) ELEVADORES PARIDAS E PARADAS FREQÜENES EM GERAL : ONUGADO E POÊNIA AMPLAMENE VARIÁVEIS NO EMPO 53

5 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ARGAS MEÂNIAS PRINIPAIS IPOS E ARAERÍSIAS EM GERAL: = k.(ω ) 2 ; P = k.(ω ) 3 SOPRADORES BAIXO ONUGADO DE PARIDA PARIDA OM URVA DE ORQUE REDUZIDA MÁQUINAS DE GRANDE INÉRIA EM GERAL: ONUGADO E POÊNIA VARIÁVEIS NO EMPO (EXEÇÃO AO SOPRADOR) SÉRIAS DIFIULDADES DE PARIDA ESEIRAS RANSPORADORAS MOINHOS BRIADORES PRENSAS / VOLANE EM GERAL: = f(ω ) ; P = f(ω ).ω f(ω ) FUNÇÃO OMPLEXA DA VELOIDADE ONUGADO DE PARIDA INDEERMINADO PARIDAS FREQÜENES MÁQUINAS P/ INDÚSRIA ÊXIL, PAPEL E ELULOSE E LAMINAÇÃO EM GERAL: PERFIL DE ORQUE VARIÁVEL AO LONGO DO EMPO OPERAÇÃO EM MALHA FEHADA DE ONROLE BOBINADEIRAS DESBOBINADEIRAS ALANDRAS LAMINADORES EM GERAL: = k.( 1 / ω ) ; P = k VELOIDADE VARIÁVEL EM AMPLA FAIXA ONROLE RIGOROSO DE ORQUE E VELOIDADE 54

6 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ARGAS MEÂNIAS PRINIPAIS IPOS E ARAERÍSIAS MÁQUINAS DE RAÇÃO EM GERAL: PERFIL DE ORQUE VARIÁVEL AO LONGO DO EMPO FREQÜENE REGENERAÇÃO DE ENERGIA PARA FRENAGEM VEÍULOS MERO-FERROVIÁRIOS VEÍULOS RODOVIÁRIOS EMPILHADEIRAS RANSLAÇÃO DE PONES ROLANES EM GERAL: = k 1 + k 2. ω + k 3. (ω ) 2 ELEVADA AXA DE AELERAÇÃO REQUERIDA PARIDAS FREQÜENES VELOIDADE VARIÁVEL EM AMPLA FAIXA ARGAS MEÂNIAS PODEM IMPOR AOS MOORES: SEVERAS SOLIIAÇÕES MEÂNIAS VIBRAÇÃO HOQUE - ESFORÇOS ESRUURAIS SEVERAS SOLIIAÇÕES AMBIENAIS EMPERAURA UMIDADE AMBIENE AGRESSIVO ARGAS MEÂNIAS PODEM REQUERER DOS MOORES: RESRIÇÕES MEÂNIAS DIMENSÕES VIBRAÇÃO E RUÍDO RANSMIIDO LIMIAÇÕES AMBIENAIS ISENÇÃO DE VAPORES E NÉVOAS DE LUBRIFIANE MÁXIMA EMPERAURA DO INVÓLURO 55

7 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS APLIAÇÃO E ARAERIZAÇÃO DOS PRINIPAIS IPOS DE MOORES ELÉRIOS ARAERIZAÇÃO E LASSIFIAÇÃO GERAL DAS MÁQUINAS ELÉRIAS IPOS MÁQUINAS DE ORRENE ONÍNUA MÁQUINAS DE ORRENE ALERNADA MÁQUINAS DE ORRENE PULSADA MÁQUINAS LÁSSIAS AIONAMENOS AVANÇADOS 56

8 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS MÁQUINAS DE ORRENE ONÍNUA MÁQUINAS DE AMPO EXIADO ( EXIAÇÃO ELÉRIA ) EXIAÇÃO POR IMÃS PERMANENES EXIAÇÃO INDEPENDENE EXIAÇÃO SÉRIE EXIAÇÃO OMPOSA ARAERÍSIA LINEAR EONOMIZA POÊNIA DE EXIAÇAO VOLUME REDUZIDO DEFINE A ARAERÍSA EXERNA ( ω ) ESOLHA DEPENDE DA APLIAÇÃO 57

9 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS MÁQUINAS SÍNRONAS M.S. DE AMPO EXIADO ( EXIAÇÃO ELÉRIA ) M.S. DE IMÃS PERMANENES M.S. DE RELUÂNIA APLIAÇÕES DE GRANDE POÊNIA E BAIXA VELOIDADE ( MW ) ELEVADO RENDIMENO E FAOR DE POÊNIA APLIAÇÕES DE PEQUENA POÊNIA DISPENSA SISEMA DE EXIAÇÃO ELEVADO RENDIMENO E FAOR DE POÊNIA APLIAÇÕES ROBUSAS DE PEQUENA E MÉDIA POÊNIA DISPENSA SISEMA DE EXIAÇÃO REDUZIDO FAOR DE POÊNIA PERMIE O SUPRIMENO DE POÊNIA REAIVA À LINHA POR SUPEREXIAÇÃO DO AMPO SUSEPÍVEL A ELEVADAS EMPERAURAS E SOBREARGAS RESISENE A ELEVADAS EMPERAURAS E SOBREARGAS APLIAÇÃO USUAL EM AIONAMENOS MULIMOORES, OM SINRONISMO DE POSIÇÃO ANGULAR ENRE EIXOS 58

10 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS MÁQUINAS ASSÍNRONAS ( MÁQUINAS DE INDUÇÃO ) ROOR BOBINADO ( DE ANÉIS ) ROOR EM URO ( GAIOLA ) ARAERÍSIA AUSÁVEL GAIOLA SIMPLES DUPLA GAIOLA OU BARRA ALA POLARIDADE ÚNIA OU MULIPOLAR ARERÍSIA FIXA VELOIDADE APROXIMADAMENE ONSANE 59

11 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS MÁQUINAS DE ORRENE PULSADA MOORES DE PASSO MOORES DE RELUÂNIA HAVEADOS SRD MOOR.. BRUSHLESS PEQUENO PORE SERVO-MOORES MOOR.. DE OMUAÇÃO ELERÔNIA AIONAMENOS AVANÇADOS USO INDUSRIAL ONROLE PROPULSÃO VEIULAR 6

12 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS URVAS ARAERÍSIAS DE ALGUNS IPOS DE MOORES ELÉRIOS ONUGADO MOOR ONUGADO MOOR ONUGADO RESISENE ONUGADO RESISENE N N MOOR.. - INDEP. ω N ω R ω MOOR.. - SÉRIE ω N ω R ONUGADO MOOR MAX MAX P N P ONUGADO MOOR N ONUGADO RESISENE ONUGADO RESISENE MOOR SÍNRONO ω N =ω S ω R MOOR ASSÍNRONO ω N ω S ω R 61

13 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS RANSMISSÃO ENRE MOOR E ARGA AOPLAMENOS PERMANENES POLIAS E ORREIAS PLANAS RAPEZOIDAIS APRESENAM ESORREGAMENO EM GERAL : i 1 ESFORÇOS EM MANAIS E EIXOS DENADAS SEM ESORREGAMENO RELAÇÃO DE RANSMISSÃO NÃO RÍGIDA ENGRENAGENS E REDUORES DENES REOS ELEVADO RENDIMENO DENES HELIOIDAIS EM GERAL : i 1 ROSA SEM FIM BAIXO RENDIMENO ; i >> 1 RELAÇÃO DE RANSMISSÃO RÍGIDA EM GERAL: i = NÚMERO NÃO INEIRO RÍGIDO ALINHAMENO PREISO LUVAS DE AOPLAMENO ELÁSIO SEMI-ELÁSIO ALINHAMENO ONVENIONAL SEMPRE : i = 1 62

14 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS RANSMISSÃO ENRE MOOR E ARGA AOPLAMENOS DESENGAÁVEIS POR ARIO POUO ONROLÁVEL ESORREGAMENO NA PARIDA DESGASE NAURAL SEM ESORREGAMENO EM REGIME EMBREAGENS FOUAUL (ORRENES PARASIAS) ELEVADA ONROLABILIDADE ESORREGAMENO PERMANENE SEM DESGASE FLUIDO MAGNEO-REOLÓGIO ONROLE PREISO ESORREGAMENO NA PARIDA SEM ESORREGAMENO EM REGIME SEM DESGASE AOPLAMENOS HIDRÁULIOS POUO ONROLÁVEL ESORREGAMENO PERMANENE OMPLEXO SISEMA ASSOIADO PERMIEM RANSMISSÃO GRADUAL E SUAVE DO ONUGADO DO MOOR À ARGA PERMIEM AUSE E ONROLE DE VELOIDADE RANSIORIAMENE PERMIEM PARIDA DO MOOR EM VAZIO 63

15 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS A4 OORDENAÇÃO DO SISEMA: MOOR + ARGA + ONROLADOR FUNÇÃO DO AIONAMENO : MOOR DEVE IRAR A ARGA DO REPOUSO APLIAR ONUGADO SUFIIENE PARA IMPRIMIR AELERAÇÃO ADEQUADA LEVAR A ARGA AÉ A ROAÇÃO NOMINAL DE OPERAÇÃO, DE FORMA ESÁVEL M DINÂMIA DO AIONAMENO: M = + dω dt P A A N M ONUGADO MOOR ω N ω ONUGADO RESISENE ( OMPONENE AIVA ) A ONUGADO AELERANE ( OMPONENE REAIVA ) 64

16 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS ARAERIZAÇÃO DE UM AIONAMENO ESÁVEL: A = dω > dt EM ODA A FAIXA : ω = ω = ω N d d M R < NO PONO DE OPERAÇÃO dω dω EMPO DE AELERAÇÃO: P A M ω N N ω t A ( = t M A ) dt = dt = ω N ( M dω dt dω ) APENAS EM ASOS PARIULARES É POSSÍVEL EQUAIONAR : A = f(ω) 65

17 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS DEERMINAÇÃO DO EMPO DE AELERAÇÃO MÉODO GERAL POR APROXIMAÇÃO Ai = ONUGADO AELERANE MÉDIO NO INERVALO ( ω i ω i-1 ) P A1 A2 A3 Ai M N A = dω dt Δt 1 = ( t 1 Δω Δt ) = Δt i A1 = ( ω1 ) Δω i Ai ω 1 t 1 ω 2 t 2 ω 3 t ω i-1 t i-1 ω i t i ω N ω Δt Δt 2 i = ( t = ( t i 2 t ) = t 1 i 1 ) = ( ω ω ) 2 A2 1 ( ωi ω Ai i 1 ) Δt 1 Δt 2 Δt 3 Δt i EMPO DE AELERAÇÃO N t A = Δt i i= 1 66

18 PEA MÁQUINAS ELÉRIAS E AIONAMENOS AÇÃO DO ONROLADOR SOBRE O SISEMA: ONROLADOR AGE SOBRE O MOOR, PRINIPALMENE PARA LIMIAR O IMPAO NA REDE ELÉRIA DURANE A PARIDA EFEIO DO ONROLADOR SOBRE A ORRENE, EM GERAL AFEA A ARAERÍSIA DE ORQUE DO MOOR EFEIO DEVE SER LIMIADO DE AL MODO A GARANIR A ESABILIDADE DO AIONAMENO DURANE A PARIDA M M AFEADO PELA AÇÃO DO ONROLADOR P P A A N ω N ω 67