Revisão. Gerador Síncrono Tensão induzida no enrolamento do estator

Transcrição

1 Revisão Gerador Síncrono Tensão induzida no enrolamento do estator

2 Revisão Motor de Indução Geração do campo girante do estator

3 Revisão Motor de Indução Velocidade de rotação do campo girante do estator n s 60 f p 1

4 AULA 11 MÁQUINAS DE INDUÇÃO (ou assíncronas) Rotor em movimento - Escorregamento Variação da natureza do circuito elétrico com o escorregamento Característica externa do motor de indução Influência dos parâmetros e da alimentação

5 AULA 11 Rotor em Movimento Velocidade relativa (V) Rotor em repouso Rotor em movimento Tensão induzida no condutor do rotor

6 AULA 11 Rotor em Movimento Características da corrente nas barras rotóricas Módulo da corrente total complexa nas barras rotóricas: Módulo da corrente de partida ou corrente de curto-circuito, para escorregamento unitário: Corrente total expressa em relação à corrente de partida (multiplicando numerador e denominador por 1/r):

7 AULA 11 Rotor em Movimento Tensões induzidas nos condutores do rotor Rotor em repouso

8 AULA 11 Rotor em Movimento Tensões induzidas nos condutores do rotor Rotor em repouso Rotor em movimento

9 AULA 11 Rotor em Movimento e Indutância dos condutores do rotor Correntes induzidas defasadas da tensão

10 AULA 11 Rotor em Movimento Características do torque O fator de potência do circuito rotórico é dado por: A componente ativa da corrente do rotor é dada pelo produto das eq.(49) e (50): Conjugado é proporcional ao produto da densidade de fluxo pela corrente ativa

11 AULA 11 Rotor em Movimento Características externas do Motor de Indução Do lado mecânico: característica de conjugado em função da velocidade do rotor. Do lado elétrico: característica de corrente absorvida da rede em função da mesma velocidade.

12 AULA 11 Rotor em Movimento Algumas conclusões: Para s<<1, o termo: s².(x/r)² <<1. Com isso: -A corrente total é proporcional ao escorregamento - O fator de potência é praticamente unitário (cosϕ 1) -A componente ativa da corrente e o conjugado são proporcionais ao escorregamento - Essas conclusões coincidem com a análise anterior feita onde se admitiu rotor puramente resistivo. Isso confirma que aquela hipótese só vale para escorregamentos muito pequenos, como já citado.

13 AULA 11 Rotor em Movimento Escorregamento crítico (pull-out torque) s c r x A corrente ativa é máxima, bem como o conjugado. Valores maiores de escorregamento conduzirão a uma redução do valor da componente ativa, e, portanto do conjugado.

14 AULA 11 Rotor em Movimento Escorregamento crítico e torque crítico

15 AULA 11 Rotor em Movimento Nota-se das curvas características que: - O conjugado máximo é significativamente maior que o nominal, tipicamente entre 2 e 3 p.u. - O conjugado de partida é relativamente baixo comparado com o nominal, tipicamente entre 0,5 e 1,5 p.u. - A corrente de partida é muito superior à corrente nominal, tipicamente entre 5 e 8 p.u.

16 AULA 11 Partida do Motor de Indução Influência dos parâmetros do rotor e da alimentação: Na condição de partida existem problemas de baixo conjugado, que retarda a aceleração das inércias tracionadas, e de elevadas correntes que solicitam fortemente a linha de alimentação. Rotor de gaiola Limitado pelas característica físicas definida na construção do rotor Rotor de anéis Inserção de elementos externos ao circuito rotórico A resistência é ajustada pelo material da barra e sua secção, enquanto a reatância é ajustada pela geometria da ranhura rotórica.

17 AULA 11 Partida do Motor de Indução Influencia da alimentação na corrente do estator: A curva característica de corrente por escorregamento é afetada proporcionalmente pela tensão de alimentação. Influencia da alimentação no conjugado: A curva característica de conjugado é afetada pelo quadrado da tensão de alimentação.

18 AULA 11 Partida do Motor de Indução A característica C x s varia com a tensão terminal (U 2 ):

19 AULA 11 Partida do Motor de Indução Influencia da inserção de resistências no rotor: Aumento da resistência rotórica: expressivo aumento do conjugado de partida relativo, concomitantemente com a redução na corrente de partida.

20 AULA 11 Parte Experimental 1 -Verificação do escorregamento do motor de indução em carga.

21 AULA 11 Parte Experimental Página 2 do relatório

22 AULA 11 Parte Experimental Procedimento Experimental -Colocar a fonte de excitação do motor C.C. no mínimo. -Fechar chaves das resistências da caixa de cargas. - Partir o motor de anéis, com o reostato rotórico totalmente inserido, aumentando a tensão do variac trifásico até o valor nominal do estator. - Reajustar o reostato do rotor para a posição de curto-circuito. - Aplicar carga ao eixo do motor, incrementando a fonte de excitação da máquina C.C., até o ponto de carga desejado, conforme valores calculados. - Manter a tensão do estator do motor de anéis, V1, no seu valor nominal ao longo do ensaio. Anotar a corrente e potência absorvidas, bem como a rotação do eixo.

23 AULA 11 Parte Experimental 2 - Verificação do conjugado máximo -Alimentar o motor de indução com uma tensão aproximadamente 1/3 da sua nominal. Manter o reostato rotórico na posição de curto-circuito. -Aumentar lenta e gradativamente a carga aplicada ao motor, por incremento no ajuste de excitação da máquina C.C. -Observe que a leitura da força de reação sobre a balança aumenta inicialmente, e a partir de um determinado ponto começa a diminuir. Essa transição é o ponto de máximo, acompanhado normalmente por um ruído característico do motor. - Anote na passagem pelo máximo, o valor da força de reação e da tensão de alimentação do motor. Se possível, anote também a rotação do eixo e a corrente. Repita o procedimento duas ou três vezes, e tire a média dos valores.

24 AULA 11 Parte Experimental 3 - Influência da variação dos parâmetros rotóricos. -Colocar a fonte de excitação do motor C.C. no mínimo. -Fechar chaves das resistências da caixa de cargas. - Partir o motor de anéis, com o reostato rotórico totalmente inserido, aumentando a tensão do variac trifásico até o valor nominal do estator. - Manter o reostato do rotor na posição de máxima resistência. - Aplicar carga ao eixo do motor, incrementando a fonte de excitação da máquina C.C., até o ponto de carga desejado, conforme valores calculados. - Manter a tensão do estator do motor de anéis, V1, no seu valor nominal ao longo do ensaio. Anotar a corrente e potência absorvidas, bem como a rotação do eixo.