Conversão de Energia I

Transcrição

1 Deprtmento de ngenhri létric Aul 5.3 Gerdores de Corrente Contínu Prof. Clodomiro Unsihuy Vil

2 Bibliogrfi FITZGRALD, A.., KINGSLY Jr. C. UMANS, S. D. Máquins létrics: com Introdução à letrônic De Potênci. 6ª dição, Bookmn, Cpítulo 7 Máquins CC KOSOW, I. Máquins létrics e Trnsformdores. ditor Globo Cpítulo 3 Relção de Tensão ns Máquins CC Gerdores CC TORO, V. Del, MARTINS, O. A. Fundmentos de Máquins létrics. LTC, Cpítulo 7 Gerdores de Corrente Contínu; Bim, dson. Máquins létrics e Acionmento. ditor lsevier, Cpítulo 7 Regime permnente de máquins de corrente contínu

3 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Gerdor com xcitção Independente O enrolmento de cmpo é limentdo com um tensão CC controld gerndo um fluxo mgnético controldo. Se houver um fonte extern de torque produzindo rotção no eixo, será induzid um tensão n rmdur e máquin oper como gerdor.

4 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Gerdor com xcitção Independente Gerdor com excitção independente = K φ Z Torque que deve ser fornecido o gerdor pr mnter velocidde de rotção pico w m T = K T φ I pico

5 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Operção do gerdor com xcitção Independente O blnço de tensão do circuito d rmdur será: V = R Considerndo resistêncis ds escovs: I Gerdor com excitção independente, circuito equivlente. V = ( R + R ) A I Sendo: I A = corrente de rmdur; R A = resistênci de rmdur; R = resistênci ds escovs.

6 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Operção do gerdor com xcitção Independente O blnço de tensão do circuito de cmpo será: V F = ( R + R ) F C I F Sendo: R F = Resistênci do enrolmento do cmpo; R C = Reostto de cmpo.

7 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Operção do gerdor com xcitção Independente O fluxo gerdo será função d corrente que flui no circuito de cmpo: φ = função( I F ) Forç eletromotriz induzid no circuito d rmdur ( ) é função do fluxo Φ: Gerdor com excitção independente - Circuito equivlente. = K φ Z pico w m

8 Região liner de operção Dentro de um mpl fix relutânci do ço d máquin é desprezível em comprção do entreferro. Ness região, o fluxo é linermente proporcionl à Fmm dos enrolmentos de cmpo. = K φ Z pico w m

9 Região liner de operção Ness região liner tensão induzid n rmdur ument de form liner com o fluxo (corrente de cmpo) pr um frequênci de rotção constnte. Pr um fluxo constnte tensão induzid ument de form liner com o umento d velocidde de rotção. w m = K φ Z pico = w 0 m0 = w w m m0 0

10 xercício Um gerdor de dois pólos com excitção independente, tem um tensão terminl vzio de 125 [V], qundo rmdur gir 900 [rpm] e o enrolmento de cmpo é limentdo com um corrente de 2 [A]. sse gerdor está trblhndo n porção liner d curv de mgnetizção. O enrolmento de cmpo possui no totl 400 espirs. O enrolmento d rmdur possui 450 condutores, imbricdos simples (m=1), e resistênci d rmdur mis resistênci do comutdor é de 0,6 [Ω]. Com um crg de resistênci de 5 [Ω] nos terminis do gerdor, tensão terminl ci. Qul deve ser o novo vlor d corrente de cmpo pr limentr crg com um tensão 125[V] (considerr que velocidde do gerdor permnece constnte)? Obs. Considerr que todo o fluxo produzido no enrolmento de cmpo está conctendo num espir d rmdur (Φ pico =Φ cmpo )

11 Operção ds máquins CC Com o umento d densidde de fluxo ocorre sturção do mteril ferromgnético é relção entre Fmm e fluxo já não é mis liner. Relção entre Fmm e fluxo num máquin CC

12 Operção ds máquins CC A tensão induzid n rmdur é proporcionl Fmm (fluxo por polo) e velocidde de rotção do rotor. = K φ Z pico w m Fmm cmpo = N f I f Curv de mgnetizção pr dus velocidde do rotor

13 xercício Um gerdor CC com um resistênci de rmdur R = 0,1[Ω], e um resistênci do enrolmento de cmpo R fw = 80 [Ω], e N f = 1200 espirs. ) Determine tensão terminl pr corrente de rmdur de 120 [A], considerndo que esse gerdor oper com um corrente de cmpo de 1 [A] e su velocidde de rotção de 1000 [rpm] (s crcterístics de mgnetizção pr 1000 [rpm] são presentds n figur bixo); b) Determine corrente de cmpo requerid pr produzir um tensão terminl de 100 [V], qundo operndo com corrente de rmdur de 120 [A].

14 xercício

15 Auto-excitção do gerdor shunt O mteril ferromgnético do enrolmento de cmpo mntém um mgnetizção residul (r) que induz um pequen tensão n rmdur e por conseqüênci um pequen corrente de cmpo. ss corrente de cmpo liment o enrolmento de cmpo formndo um ciclo de relimentção que propici prtid do gerdor.

16 Auto-excitção do gerdor shunt Comportmento d tensão induzid no gerdor com vrição d resistênci em série com o enrolmento de cmpo.

17 xercício Um gerdor CC com resistênci de rmdur R = 0,1 [Ω], resistênci do enrolmento de cmpo R fw = 80 [Ω], e N f = 1200 espirs por pólo. Qundo operndo em 1000 [rpm] (s crcterístics de mgnetizção pr 1000 [rpm] é presentd bixo), determine: Pr o gerdor operndo sem crg, determine: ) Determine o máximo vlor d tensão gerd; (Vt = 110 [V]) b) Determine o vlor d resistênci de cmpo requerid pr gerr tensão terminl de 100 [V]. (R fc = 20 [Ω]) c) Determine o vlor d resistênci de cmpo critic. (R fc = 90 [Ω])

18 xercício

19 xercício Pr o gerdor operndo sem crg, determine: c) Determine o vlor d resistênci de cmpo critic. R f 85 ( crit) = = 170[ Ω] 0,5 R fc = R f R fw R fc = = 90[ Ω ]