CONJUGADO ELETROMAGNÉTICO DESENVOLVIDO

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Faculdade de Engenharia de Sorocaba – Máquinas Elétricas – Prof. Joel Rocha Pinto 
 
 
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Sabendo que: P12 = Pjr + Pel [6.18] 
 
Então: Pel = P12 – Pjr [6.23] 
 
Substituindo [6.20] e [6.21] em [6.23], tem-se: 
 
12)1( PsPel 
 [6.24] 
 
1212 sPPPel 
 [6.25] 
 
Comparando [6.22] com [6.24] conclui-se que:: 
12sPPJR 
 [6.26] 
 
7. Potência Útil = Potência Mecânica = Potência de Saída no Eixo (Pu=Pmec=Ps): 
 
P P Pel av  
 [6.27] 
Onde:
Pav
- somatória das perdas por atrito e ventilação. 
 
Resumidamente tem-se: 
 
Fig. 6.34 Resumo do balanço de energia da máquina assíncrona 
 
 
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6.8.3 Conjugado eletromagnético desenvolvido 
 
 De acordo com o modelo da máquina assíncrona a potência eletromagnética é : 
 
Pel = P12 – Pjr [6.23] 
 
Onde: P12 = potência transferida do estator para o rotor e Pjr = perda Joule no rotor. 
 
Pode-se calcular também por: 
  2'
2
'
2 13 I
s
sR
Pel

 [6.22] 
 
Sabendo que : 
 
C = P / Wr [6.28] 
 
onde Wr é a velocidade angular do rotor 
 
Wr = 2  nr , dada em rad/seg. [6.29] 
 
Assim : 
C
r s
w s
Iel
r

3 1
2
2
2

( )
.
. [6.30] 
 
Sabendo que : 
 
nr s ns ( ).1
 [6.31] 
wr s ws ( ).1
 
1 1
ws
s
wr

 
 
Então : 
 
C
r
s w
Iel
s

3
2
2
2


.
.
 [6.32] 
 
 
Por simplificação é possível utilizar o modelo equivalente da figura 6.35 onde os parâmetros 
estão referidos para o estator. 
 
Fig. 6.35 Circuito equivalente simplificado da máquina assíncrona, referido para o lado do estator por fase 
 
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A corrente no rotor I´2 pode ser calculada por: 
 
I
V
Z
I
V
r
r
s
x x
 

2 2
2
1 1
1
2 2
1
2
  


 ( ) ( )
 [6.33] 
 
ou
I
V
sr r
s
x x



2
2
2
1
1 2
1
2


 ( ) ( )
 [6.34] 
 
Substituindo [6.34] em [6.32], tem-se : 
 
C
r
sw
V
sr r
s
x x
el
s


 
3
2
2
2
1
2
1
2
2 1
2



.
[
( )
( ) ]
 [6.35] 
 
Multiplicando o numerador e o denominador por s, fica : 
 
C
r V s
ws sr r s x x
el 
  
3
2
2 2
1
2
1
2 2
1
2

 
.
[( ) ( ) ]
 [6.36] 
 
 
6.8.4 Conjugado máximo em função do escorregamento s 
 
 Para obter o conjugado máximo em função do escorregamento é necessário encontrar o ponto 
de máxima concavidade da função Cel.(s); ou seja: 
 
Para Cel máx  dc
ds
el  0
 [6.37] 
 
Assim: 
22
21
22
21
2
2
21121
2
21
22
212
2
1
])()[(
].)(2).(2[)])()(([
3


xxsrrs
rsxxsrrrsxxsrrsr
w
V
ds
dC sel


 [6.38] 
 
O valor do s para ter Cmáx é : 
s
r
r x x
max 
 




2
1
2
1
2
2
( )
 [6.39] 
 
Smáx.= valor do escorregamento para se ter o conjugado máximo. 
 
Substituindo em [6.36] tem-se: 
 
))((2
1
.
3
1
2
21
2
1
2
1
max
rxxr
w
V
C
s







 [6.40] 
Obs: independe de r´2 (resistência do enrolamento do rotor) 
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A curva do conjugado (C) em função do escorregamento (S) é apresentada na figura 6.36, 
identificando o comportamento da máquina assíncrona para os quadrantes de operação. 
 
Fig. 6.36 Curva do conjugado em função do escorregamento da máquina assíncrona 
 
 
6.8.5 Determinação dos parâmetros do circuito equivalente aproximado da máquina assíncrona 
 
 Seja o circuito equivalente referido para o estator ilustrado na figura 6.35a. 
 
Fig. 6.35a Circuito equivalente simplificado da máquina assíncrona, referido para o lado do estator por 
fase. 
 
a) máquina girando em vazio: 
nr  ns  s é muito pequeno, portanto tem-se o circuito equivalente da máquina assíncrona em 
vazio da figura 6.37. 
 
Fig. 6.37 Circuito equivalente simplificado da máquina assíncrona em vazio 
 
 
Para obter os parâmetros equivalentes da máquina assíncrona é necessário efetuar dois ensaios 
normais, análogos aos ensaios em transformadores, que foram mencionados no capítulo 4. 
No ensaio em vazio que possibiltará analisar o comportamento do núcleo da máquina assíncrona 
e das perdas rotacionais, agora no caso de uma máquina girante, tem-se os seguintes condições: 
 
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- Aplica-se a tensão nominal e mede-se : Vo, Io e Po. 
 
Po = PoFE + PA.V. [6.41] 
 
Onde: 
Po = são as perdas no núcleo somadas às perdas por atrito e ventilação. 
PoFE = perdas no núcleo da máquina. 
PA.V. = perdas por atrito e ventilação, perdas rotacionais ou perdas mecânicas. 
 
Para determinar os parâmetros do motor utiliza-se os valores de tensão, corrente e potência por 
fase, assim : 
R
V
P
P
o
oFE

2 [6.42] 
 
X
V
Im
o
m

  
X
V
I
V
R
m
o
o
o
P







2
2
 [6.43] 
 
A curva do ensaio em vazio Po x Vo da máquina assíncrona é apresentada na figura 6.38: 
 
Fig. 6.38 Curva Po em função de Vo da máquina assíncrona em vazio 
 
b) Máquina com o rotor bloqueado: 
Para o ensaio da máquina assíncrona com rotor bloqueado, que permitirá analisar o 
comportamento dos enrolamentos tem-se o circuito equivalente da máquina assíncrona com rotor 
bloqueado da figura 6.39. Nessa condição: nr = 0  s = 1 
 
Fig. 6.39 Circuito equivalente simplificado da máquina assíncrona com rotor bloqueado. 
 
ensaio com o rotor bloqueado: 
- Aplica-se a corrente nominal e mede-se : Icc, Vcc e Pcc 
Para determinar os parâmetros do motor utiliza-se os valores de tensão, corrente e potência por 
fase, assim: 
R
P
I
cc
cc
cc

2
 [6.44] 
Rcc = R1 + R´2, considerando R1  R´2  Rcc / 2 = R1 = R´2 [6.45] 
X Z R X
V
I
Rcc xx cc cc
cc
cc
cc   





 2 2
2
2
 [6.46] 
Xcc = X1 + X´2, considerando X1  X´2  Xcc / 2 = X1 = X´2 [6.47] 
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6.8.6 Curvas de conjugado e corrente em função do escorregamento s 
A curva do conjugado (C) em função do escorregamento (S) é apresentada na figura 6.36a, 
identificando o comportamento da máquina assíncrona para os quadrantes de operação. 
 
 
Fig. 6.36a Curva do conjugado em função do escorregamento da máquina assíncrona. 
 
Com escorregamento s diferente de zero, haverá indução de tensão E2 nos condutores do rotor e 
também ma circulação de corrente I2 dada por : 
I
sE
r s x
2
2
2
2
2
2

 ( )
 [6.48] 
 
A resistência rotórica independe da frequência, mas a reatância depende, pois 
X2 .s = 2. . s. f1 .L2; daí pode-se destacar os seguintes trechos da curva da figura 6.30a: 
 
1º Trecho: motor de indução com s pequeno ( 0 a 5%). 
Nesta região tem-se s. X2 << R2 e a corrente I2 estará praticamente em fase com E2. 
I
s E
R2
2
2

 [6.49] 
 
2º Trecho: motor de indução com s elevado (10 a 100%). Nesta região a corrente depende tanto 
de R2 como de s X2. 
I
sE
r s x
2
2
2
2
2
2

 ( )
 , em particular para s = 1, tem-se: 
I
E
R X
sP 

2
2
2
2
2
 [6.50] 
 
3º Trecho: s > 1  Freio 
A corrente I2 tende para um valor final onde o termo s X2 >> R2 
I2 = E2 / X2 [6.51] 
 
4º Trecho : s < 0  Gerador 
Gerador síncrono, tem-se corrente negativa. O conjugado inverte de sentido.