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Prof. Me. Daniel Carlos Engenheiro Eletricista CREA-RN nº 211488381-7 daniel.crisostomo@unp.br 2 1. Introdução à máquinas elétricas 2. Problemas 3 3 �� = �� 4 Uma máquina elétrica de dois pólos tem uma onda de densidade de fluxo retangular de 0,4 T de altura. Tem, também, um comprimento axial de l = 0,2 m e um rotor de raio de r = 0,1 m. O rotor está equipado com uma única bobina de 20 espiras com passo pleno. Uma corrente de 5 A é fornecida à bobina. a) Quando na bobina circulam 5 A, calcule o torque desenvolvido, em N.m b) Assumindo que com esse torque, atinja-se a velocidade de 900 rpm, determine a fem induzida na bobina. d) Qual a potência mecânica desenvolvida, em watts? 4 5 5 6 Um grupo de bobinas, conectadas em conjunto, é referido normalmente como enrolamento de armadura. Em máquinas CA, tais como as síncronas ou as de indução, os enrolamentos de armadura alojam-se geralmente na parte estacionária do motor conhecida como estator. 6 7 Em máquinas CA, tais como as síncronas ou as de indução, os enrolamentos de armadura alojam-se geralmente na parte estacionária do motor conhecida como estator. 7 8 Em máquinas CA, tais como as síncronas ou as de indução, os enrolamentos de armadura alojam-se geralmente na parte estacionária do motor conhecida como estator. 8 9 Em máquinas CA, tais como as síncronas ou as de indução, os enrolamentos de armadura alojam-se geralmente na parte estacionária do motor conhecida como estator. 9 10 Em uma máquina CC, o enrolamento de armadura encontra-se na parte rotativa conhecida como rotor. 10 11 Em uma máquina CC, o enrolamento de armadura encontra-se na parte rotativa conhecida como rotor. 11 12 Em uma máquina CC, o enrolamento de armadura encontra-se na parte rotativa conhecida como rotor. 12 13 Em geral, as máquinas síncronas e CC apresentam um segundo enrolamento (ou conjunto de enrolamentos) que conduz corrente contínua e que é usado para produzir o fluxo principal de operação da máquina. Tal enrolamento é referido como enrolamento de campo. O enrolamento de campo em uma máquina CC encontra-se no estator, ao passo que, no caso de uma máquina síncrona, ele é encontrado no rotor. 13 14 •Na maioria das máquinas rotativas, o estator e o rotor são feitos de aço elétrico e os enrolamentos são instalados em ranhuras alojadas nessas estruturas. O uso de um material como esse, de alta permeabilidade, maximiza o acoplamento entre as bobinas e aumenta a densidade de energia magnética associada com a interação eletromecânica. •Também permite que o projetista de máquinas dê forma aos campos magnéticos e distribua-os de acordo com as exigências de projeto de cada máquina em particular. O fluxo variável no tempo, presente nas estruturas da armadura dessas máquinas, tende a induzir correntes, conhecidas como correntes parasitas, no aço elétrico. As correntes parasitas podem ser uma grande fonte de perdas nessas máquinas e podem reduzir significativamente o seu desempenho. •Para minimizar os efeitos das correntes parasitas, a estrutura da armadura é construída muitas vezes com chapas delgadas de aço elétrico isoladas entre si. 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 27 28 28 29 29 30 O conceito de campo magnético girante, em sua forma mais simples, é ilustrado por um estator vazio contendo apenas três bobinas, distanciadas de 120° entre si. Seja: 30 31 A corrente na bobina aa’ entra pelo terminal a da bobina e sai pelo terminal a’ bobina. Assim é produzido um campo magnético com intensidade: 31 Observe que o valor do vetor intensidade de campo magnético Haa’(t) varia senoidalmente no tempo, mas a direção é sempre constante! 32 32 Observe que o valor do vetor intensidade de campo magnético Haa’(t) varia senoidalmente no tempo, mas a direção é sempre constante! 33 Para 33 Tem-se: 34 35 36 37 37 38 38 39 39 40 40 41 Escreva um programa em Scilab que modele o comportamento de um campo magnético rotativo no estator trifásico, assumindo: 41 42 42 43 43 44 44
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