Conversão de Energia I

Transcrição

1 Deprtento de Engenhri Elétric Conversão de Energi Aul 5.5 Máquins de Corrente Contínu Prof. Clodoiro Unsihuy-Vil

2 Bibliogrfi FTZGERALD, A. E., KNGSLEY Jr. C. E UMANS, S. D. Máquins Elétrics: co ntrodução à Eletrônic De Potênci. 6ª Edição, Bookn, Cpítulo 7 Máquins CC KOSOW,. Máquins Elétrics e Trnsfordores. Editor Globo Cpítulo 3 Relção de Tensão ns Máquins CC Gerdores CC TORO, V. Del, MARTNS, O. A. Fundentos de Máquins Elétrics. LTC, Cpítulo 7 Gerdores de Corrente Contínu; Bi, Edson. Máquins Elétrics e Acionento. Editor Elsevier, Cpítulo 7 Regie pernente de áquins de corrente contínu Conversão de Energi

3 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Gerdor co excitção copost Representção d for de ligção do enrolento de cpo pr u gerdor co excitção copost. Conversão de Energi

4 Gerdor co excitção copost Conversão de Energi Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Operndo coo gerdor tensão present u bo regulção perto d potênci noinis. ( E ) ( ) = KZ φ w Pr bixs correntes de rdur o fluxo gnético de cpo fic bixo, o que coproete gerção co crgs de bix potênci. Dependendo d relção entre s espirs do cpo série e do cpo e derivção, podeos obter os coportentos presentdos o ldo.

5 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Gerdor co excitção copost Ligção e derivção long de u gerdor ou otor coposto. F produzid pelo enrolento de cpo. F cpo = N S + N f f Qul é corrente no enrolento e derivção que produz es F de cpo produzid pelos enrolentos série e derivção. Conversão de Energi N S shut _ equi = + N f f

6 Tipos de Gerdores de Corrente Contínu Gerdor co excitção copost Ligção e derivção curt de u gerdor coposto. F produzid pelo enrolento de cpo. F cpo = N S S + N f f Qul é corrente no enrolento e derivção que produz es F de cpo produzid pelos enrolentos série e derivção. N N S shut _ equi = S + f f Conversão de Energi

7 Exercícios U gerdor coposto de 100 [kw], 250 [V] e 400 [A], co u ligção e derivção long, te resistênci de rdur (incluindo s escovs) de 0,025 [Ω], resistênci de cpo e série de 0,005 [Ω] e curv de gnetizção presentd n figur bixo. Há u cpo e derivção co 1000 espirs por pólo e u cpo e série de três espirs por pólo. O cpo e série é ligdo de tl odo que u corrente positiv de rdur produz u F no eixo direto que se so à do cpo e derivção. Clcule tensão de terinl, pr corrente noinl de terinl, qundo corrente de cpo e derivção é 4,7 [A] e velocidde é 1150 [rp]. Despreze os efeitos d reção de rdur. ( V t = 251 [V]) Conversão de Energi

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9 Exercício U gerdor coposto de 100 [kw], 250 [V] e 400 [A], co u ligção e derivção long, te resistênci de rdur (incluindo s escovs) de 0,025 [Ω], resistênci de cpo e série de 0,005 [Ω] e curv de gnetizção presentd n figur bixo. Há u cpo e derivção co 1000 espirs por pólo e u cpo e série de três espirs por pólo. O cpo e série é ligdo de tl odo que u corrente positiv de rdur produz u F no eixo direto que se so à do cpo e derivção. Clcule tensão de terinl, pr corrente noinl de terinl, qundo corrente de cpo e derivção é 4,7 [A] e velocidde é 1150 [rp]. Considerr os efeitos d reção de rdur. (Vt = 238 [V] ) Conversão de Energi

10 Exercício U gerdor CC shunt de 12 [kw], 100 [V], 1000 [rp] te u resistênci de rdur R = 0,1 [Ω], resistênci do enrolento de cpo R fw = 80 [Ω], e N f = 1200 espirs por pólo. As crcterístics de gnetizção pr 1000 [rp] é presentd bixo. O gerdor está operndo co u velocidde de rotção de 1000 [rp]. A reção de rdur pr crg noinl é de 0,06 [A]. N áquin ci foi inserido u enrolento e série pr que opere coo u áquin CC copost. Desej-se que áquin forneç u tensão terinl de 100 [V] se crg e tbé co crg noinl (regulção igul zero). Qunts espirs no enrolento série são necessáris pr obter regulção igul zero. Assuindo u conexão curt do gerdor coposto e que resistênci do enrolento série é R sr =0,01Ω. Conversão de Energi

11 Conversão de Energi Exercício

12 Exercício N áquin ci foi inserido u enrolento e série pr que opere coo u áquin CC copost. Desej-se que áquin forneç u tensão terinl de 100 [V] se crg e tbé co crg noinl (regulção igul zero). Qunts espirs no enrolento série são necessáris pr obter regulção igul zero. Assuindo u conexão curt do gerdor coposto e que resistênci do enrolento série é R sr =0,01Ω. E exercícios nteriores vios que u R f = 100Ωproduz tensão vzio de 100 [V]. (vzio não há corrente no enrolento série) Conversão de Energi

13 Exercício N áquin ci foi inserido u enrolento e série pr que opere coo u áquin CC copost. Desej-se que áquin forneç u tensão terinl de 100 [V] se crg e tbé co crg noinl (regulção igul zero). Qunts espirs no enrolento série são necessáris pr obter regulção igul zero. Assuindo u conexão curt do gerdor coposto e que resistênci do enrolento série é R sr =0,01Ω. D curv de gnetizção podeos deterinr corrente de cpo necessári pr produzir u tensão de rdur de 113,2 [V]. f = 1,45[ A] Conversão de Energi

14 Motores de Corrente Contínu Deterinção d velocidde de rotção do otor V V T F = K φ = E + R Z = R φ = função ) F F E = K Z φ = KZ T φ ( F w Conversão de Energi

15 Motores de Corrente Contínu Deterinção d velocidde de rotção do otor R E V + = R V E = Z Z K T R V w K R V E φ φ = = ( ) T R V w = 2 φ φ Conversão de Energi ( ) T K K w Z Z = 2 φ φ

16 w V φ Motores de Corrente Contínu R = K ( K ) Z Z φ 2 T T = K Z φ E = K φ Z w Conversão de Energi

17 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: ) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto o fluxo de cpo e o conjugdo d crg pernece constntes; b) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto corrente de cpo e potênci d crg pernece constnte; c) Dobrndo o fluxo de cpo enqunto tensão de terinl de rdur e o conjugdo d crg pernece constntes; d) Reduzindo à etde bos o fluxo de cpo e tensão de terinl de rdur enqunto potênci d crg pernece constnte; e) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto o fluxo de cpo pernece constnte e o conjugdo d crg vri segundo o qudrdo d velocidde. Conversão de Energi

18 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: ) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto o fluxo de cpo e o conjugdo d crg pernece constntes; E = K φ Z w w T = K Z φ V φ Z R = K ( K ) Z Z φ 2 T w = velocidde reduz proxidente etde; = pernece constnte. Conversão de Energi

19 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: b) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto corrente de cpo e potênci d crg pernece constnte; E = K φ Z w w T = K Z φ V φ R = K ( K ) Z Z φ 2 T w = velocidde reduz proxidente etde; = dobr o vlor d corrente; T = dobr o vlor do torque. Conversão de Energi

20 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: c) Dobrndo o fluxo de cpo enqunto tensão de terinl de rdur e o conjugdo d crg pernece constntes; E = K φ Z w w T = K Z φ V φ R = K ( K ) Z Z φ 2 T w = velocidde reduz proxidente etde; = corrente reduz etde. Conversão de Energi

21 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: d) Reduzindo à etde bos o fluxo de cpo e tensão de terinl de rdur enqunto potênci d crg pernece constnte; E = K φ Z w w T = K Z φ V φ R = K ( K ) Z Z φ 2 T w = velocidde pernece constnte; = dobr o vlor d corrente. Conversão de Energi

22 Exercício Pr cd u ds seguintes udnçs ns condições de operção de u otor CC co excitção independente, descrev coo corrente de rdur e velocidde irão vrir: e) Reduzindo à etde tensão de terinl de rdur enqunto o fluxo de cpo pernece constnte e o conjugdo d crg vri segundo o qudrdo d velocidde. E = K φ Z w w T = K Z φ V φ R = K ( K ) Z Z φ 2 T w = velocidde reduz proxidente etde; = reduz u qurto d corrente. Conversão de Energi

23 Exercícios Utilizndo u siste pr vrição de velocidde de u otor CC co excitção independente trvés d vrição d tensão d fonte de lientção (tensão terinl). O torque e o perfil de tensão são presentdos n figur bixo. O controle de velocidde oper nu fix de [rp] trvés d vrição d tensão terinl de [V], ntendo corrente de cpo constnte. ) Deterine corrente de rdur do otor se o torque pernece constnte e 300 [N.] de 0 té velocidde de 1500 [rp]. b) Pr velociddes ci de 1500 [rp] o controle de velocidde é obtido pelo enfrqueciento do cpo, ntendo tensão de rdur constnte e 500 [V]. Deterine o torque pr u velocidde de 3000 [rp] se corrente de rdur é ntid constnte no vlor obtido no ite (). Negligencir tods s perds. Conversão de Energi