Conversão Eletromecânica de Energia

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FUNDAMENTOS DA CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA
TORQUE ELETROMAGNÉTICO; RELAÇÕES ENTRE GRANDEZAS ELÉTRICAS, MAGNÉTICAS E MECÂNICAS.
ARTHUR FERREIRA COSTA
DANILO OLIVEIRA ALVARENGA
LUAN LÚCIO DA CUNHA
PAULO HENRIQUE ALVES DA SILVA E SILVA
INTRODUÇÃO
Conversão Eletromecânica de Energia: Troca de energia entre um sistema elétrico e um sistema mecânico, através de um campo magnético de acoplamento;
A primeira indicação da possibilidade de intercâmbio entre energia elétrica e mecânica foi apresentada por Michael Faraday em 1831, a partir daí diversos foram os dispositivos de conversão desenvolvidos; classificados de acordo com sua função:
Transdutores: microfones, cápsulas fonográficas, sensores e alto-falantes;
Dispositivos Produtores de Força: solenoides, relés e eletroímãs;
 Equipamentos de Conversão Contínua de Energia: Motores e Geradores;
As Leis que regem o funcionamento das máquinas ca e cc são essencialmente as mesmas, o que irá fazer com que sua forma final seja diferente vão ser as características construtivas das máquinas elétricas;
Enrolamento de Armadura: Enrolamento no qual a fem é induzida;
Enrolamento de Campo: Enrolamento responsável por produzir o fluxo. 
1.0 TORQUE ELETROMAGNÉTICO
1.1 REPRESENTAÇÃO DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO SOB A PERSPECTIVA DE UMA MÁQUINA ELÉTRICA
1.2 APLICAÇÕES DA LEI DE FARADAY 
1.3 EQUAÇÕES FUNDAMENTAIS:
2.0 TENSÕES INDUZIDAS 
3.0- ANÁLISE DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO EM MÁQUINAS DE CORRENTE ALTERNADA.
•MOTORES DE INDUÇÃO.
•MOTORES SÍNCRONOS.
3.1- ANÁLISE MATEMÁTICA DO MOTOR DE INDUÇÃO PARA DETERMINAÇÃO DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO.
Correntes Do Estator e Rotor:			Fluxos Do Estator e Rotor:
		
3.2- TORQUE ELETROMAGNÉTICO DA MIT
NOTA: Os índices s e r representam o
 Estator e o Rotor, respectivamente.
3.3-ANÁLISE DO TORQUE EM UMA MÁQUINA DE INDUÇÃO NO SOFTWARE MATLAB – AMBIENTE SIMULINK.
3.4-ANÁLISE DO COMPORTAMENTO DO TORQUE EM UMA MIT
FREQUÊNCIA: 60HZ
FREQUÊNCIA:30 HZ
3.4.1-TORQUE
	 CORRENTE NO ESTATOR 				 CORRENTE NO ROTOR
					
				
				 VELOCIDADE DO EIXO
3.5-TRANSFORMAÇÃO DOS EIXOS
Transição de um sistema trifiliar 
para um sistema bifiliar. Ou seja,
transição de um sistema abc para um
sistema de eixos dq.
3.6- ANÁLISE MATEMÁTICA DO MOTOR SÍNCRONO À RELUTANCIA PARA DETERMINAÇÃO DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO.
EQUAÇÕES BÁSICAS PARA DETERMINAÇÃO DO TORQUE 
ELETROMAGNÉTICO:
					
TORQUE ELETROMAGNÉTICO:
4.0 MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA
Enrolamento encontra-se na parte rotativa 
(rotor);
Enrolamento de armadura consiste de várias 
bobinas conectadas entre si para formar um laço 
fechado;
Quando o rotor está girando, um contator mecânico rotativo é usado para fornecer corrente ao enrolamento de armadura.
Máquinas cc possuem um segundo enrolamento (enrolamento de campo).
4.1 MÁQUINA CC E APLICAÇÕES DO TORQUE ELETROMAGNÉTICO
4.2 CARACTERÍSTICAS DA MÁQUINA CC
Gerador CC de dois polos.
Enrolamento de armadura com N espiras.
O rotor gira com velocidade constante.
Rotação da bobina gera uma tensão de bobina que é uma função de tempo.
 Gerador CC produz tensão e corrente CC.
Tensões e correntes CA induzidas no enrolamento de armadura devem ser retificadas.
Uso de comutador para retificação.
 Cilindro formado de segmentos de cobre onde são conectadas as bobinas das armaduras.
4.3 FUNÇÃO DO COMUTADOR COMO RETIFICADOR
Comutador conecta o lado da bobina mais próximo ao polo sul à escova positiva.
Comutador conecta o lado negativo mais próximo ao polo norte à escova negativa.
A cada meia rotação do motor, as escovas mudam de polaridade em relação à polaridade da bobina.
Embora a tensão da bobina seja alternada, o comutador realiza retificação de onda completa, transforma tensão de bobina na tensão entre escovas.
Torna disponível uma tensão unipolar para o circuito externo.
4.4 ANÁLISE DA TENSÃO NAS MÁQUINAS CC
Tensões CA são produzidas nas bobinas do enrolamento da armadura à medida que essas bobinas giram através da distribuição de fluxo CC do enrolamento de campo estacionário;
A tensão alternada do enrolamento de armadura deve ser retificada;
4.5	MOTIVAÇÃO E ANÁLISE MATEMÁTICA 
4.6- TORQUE NA MÁQUINA CC
4.7 OUTRA EXPRESSÃO EQUIVALENTE PARA O TORQUE :
4.8 DESVANTAGENS – MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA
Comutação mecânica.
Perdas de energia devido ao atrito mecânico e comutação da corrente. 
Motores com comutadores limitam sua capacidade de fornecer potência nominal em altas velocidades por causa do faiscamento excessivo do comutador.
 4.9 VANTAGENS – MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA
Velocidade pode ser controlada pelo campo ou pela armadura. 
Alta dinâmica para aceleração e frenagem.