Conversão de Energia II

Transcrição

1 Departamento de Engenharia Elétrica Converão de Energia II Aula 3.1 Motor de Indução Trifáico rof. João Américo Vilela

2 Bibliografia FITZGERALD, A. E., KINGSLEY Jr. C. E UMANS, S. D. Máquina Elétrica: com Introdução à Eletrônica De otência. 7ª Edição, AMGH Editora LTDA, 014. CHAMAN, S. J. Fundamento de Máquina Elétrica. 5º Edição, AMGH Editora LTDA, 013. TORO, V. Del, MARTINS, O. A. Fundamento de Máquina Elétrica. Editora LTC, KOSOW, I. Máquina Elétrica e Tranformadore. Editora Globo Não comenta muito obre ee aunto Converão de Energia II

3 Circuito equivalente do motor de indução Circuito equivalente do etator de um motor de indução polifáico. V 1 E I 1 R 1 jx 1 V 1 = Tenão de fae de terminal do etator; E = FCEM (de fae) gerada pelo fluxo de entreferro reultante; I 1 = Corrente de etator; R 1 = Reitência efetiva do etator; X 1 = Reatância de diperão do etator. Converão de Energia II

4 Converão de Energia II Circuito equivalente do motor de indução Do ponto de vita do circuito equivalente o rotor pode er repreentado por uma impedância equivalente (emelhante ao ecundário de um tranformador). Z E I Impedância equivalente do rotor na forma etacionária Impedância do rotor referido ao etator na frequência de ecorregamento. Z E I k T = relação de epira efetiva entre o enrolamento do etator e o enrolamento do rotor real; Z = Impedância do rotor referida ao etator; Z Rotor = Impedância do rotor; Impedância equivalente do rotor em função do ecorregamento

5 Circuito equivalente do motor de indução A frequencia da tenão e da corrente induzida no rotor depende do ecorregamento. Impedância do rotor referida ao etator Z E I R j X r f e R = Reitência do rotor referida ao etator;.x = Reatância de diperão do rotor referido, na frequência de ecorregamento; R repreenta a perda no enrolamento mai a carga; f Converão de Energia II

6 Circuito equivalente do motor de indução Converão de Energia II Calculando a impedância do rotor referida ao etator etacionária (na frequência de alimentação do etator) I I E E X j R I E Z Z é a impedância do rotor equivalente etacionária referida ao etator. X j R I E I E

7 Circuito equivalente do motor de indução O circuito equivalente monofáico pode er uado para determinar uma ampla variedade de caractéritica de deempenho da máquina de indução polifáica. otência total ( g ) tranferida atravé do entreferro dede o etator. R g q I q = número de fae do etator; Converão de Energia II

8 erda totai do rotor ( rotor ) Circuito equivalente do motor de indução e Rotor q I R R = reitência do enrolamento do rotor; otência eletromagnética ( ) deenvolvida pelo motor g e rotor q 1 q I R I R q I R g 1 Converão de Energia II

9 Circuito equivalente do motor de indução odemo reecrever o circuito equivalente eparando a perda reitiva do rotor da potência ânica do motor. e Rotor q I R 1 q I R Converão de Energia II

10 Exercício Um motor de indução trifáico de doi pólo e 60 [Hz] etá operando com uma velocidade de 350 [rpm] com uma potência de entrada de 15,7 [kw] e uma corrente de terminal de,6 [A]. A reitência de enrolamento do etator é 0,0 [Ω/fae]. Calcule a potência diipada no rotor. Ob. Deprezar a perda no núcleo. Converão de Energia II

11 Analie do circuito equivalente O conjugado eletroânico (T ) correponde a potência ( ) dividido pela velocidade ângular (lei da conervação de energia). T 1 w w T 1 m 1 1 w w w T Subtituindo na equação anterior. g g 1 g g q I R T w w Converão de Energia II w m = velocidade angular do rotor; w S = velocidade angular íncrona; g = potência total tranferida atravé do entreferro

12 Analie do circuito equivalente O conjugado ânica e a potência ânica não ão o valore de aída diponívei no eixo, porque o atrito, a ventilação e a perda uplementare não foram levado em conideração. eixo rot eixo = potência diponivel no eixo do motor; rot = perda por atrito e ventilação (perda rotacionai). T eixo w eixo m T T rot T eixo = torque diponivel no eixo do motor; T rot = torque neceário para vencer o atrito e a ventilação. Converão de Energia II

13 Analie do circuito equivalente Deconiderar a perda no núcleo no modelo, deduzindo ee valor da potência de entrada. Deduzir da potência ânica a perda rotacionai e uplementare. Converão de Energia II

14 Converão de Energia II Analie do circuito equivalente

15 Exercício Um motor de indução trifáico, ligado em Y, de ei pólo, 0 [V] (tenão de linha), 7,5 [kw] e 60 [Hz] tem o eguinte valore de parâmetro, [Ω/fae], referido ao etator: R 1 = 0,94 R = 0,144 X 1 = 0,503 X = 0,09 X m =13,5 ode-e aumir que a perda no núcleo é igual a zero e a perda por atrito e ventilação ejam de 403 [W] contante, independente da carga. ara um ecorregamento de por cento, calcule a velocidade, o conjugado, a potência de aída, a corrente de etator, o fator de potência e o rendimento, quando o motor opera em tenão e frequência contante. Converão de Energia II