Conversão de Energia 06

ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
37
PRODUÇÃO DO FLUXO MAGNETICO NAS MÁQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA
TIPOS DE EXCITAÇÃO DOS GERADORES DE CORRENTE CONTINUA
reveja a figura PARTES
MÁQUINA DE CC.
DE
•
BOBINA DE CAMPO SHUNT ou BOBINA
DE EXCITAÇÃO SHUNT:
o muitas espiras de fio fino
o resistência ôhmica alta
o corrente de excitação baixa
•
BOBINA DE CAMPO SÉRIE ou BOBINA
DE EXCITAÇÃO SÉRIE
o poucas espiras de fio grosso
o resistência ôhmica baixa
o corrente de excitação alta
UMA
comparações válidas para mesma máquina ou máquinas
de mesmo porte.
GERADOR SHUNT:- Tem as bobinas shunt nos
pólos;
GERADOR SERIE:- Tem as bobinas série nos
pólos;
GERADOR MISTO:- Tem bobinas shunt e série
nos pólos;
1. EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
uma fonte externa independente alimenta as bobinas de
campo;
2. EXCITAÇÃO PRÓPRIA, ou EXCITAÇÃO DEPENDENTE ou AUTO EXCITAÇÃO
não há fonte externa, e o próprio gerador alimenta as bobinas de campo.
1 – EXCITAÇÃO INDEPENDENTE
interior da
máquina
C
A
AB – TERMINAIS DO INDUZIDO e
TERMINAIS PARA A CARGA
CD – TERMINAIS DO CONJUNTO DAS
BOBINAS DE CAMPO SHUNT OU SÉRIE
+
-
Ri
D
Ri = RESISTÊNCIA DO INDUZIDO
B
bobinas de campo shunt ou série
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
38
2 – AUTO EXCITAÇÃO
2.1 – AUTO EXCITAÇÃO SHUNT (GERADOR SHUNT AUTO EXCITADO)
A
G
AB – TERMINAIS DO INDUZIDO.
CD – TERMINAIS DO CONJUNTO DAS
BOBINAS DE CAMPO SHUNT, EM SÉRIE
COM UM REOSTATO DE CONTROLE.
GH – TERMINAIS PARA A CARGA
C
Ri
Rsh = RESISTÊNCIA DO CAMPO SHUNT
Ri = RESISTÊNCIA DO INDUZIDO
R sh
H
D
B
2.2 – AUTO EXCITAÇÃO SÉRIE (GERADOR SÉRIE AUTO EXCITADO)
AB – TERMINAIS DO INDUZIDO.
EF – TERMINAIS DO CONJUNTO DAS
BOBINAS DE CAMPO SÉRIE, EM
PARALELO COM UM REOSTATO DE
CONTROLE.
Rs
GH – TERMINAIS PARA A CARGA
E
F
G
A
Rd
Rs´ .Rd
Rs = ´
= RESISTÊNCIA DO
Rs + Rd
Ri
B
R ´S = RESISTÊNCIA DO CONJUNTO DAS
BOBINAS DE CAMPO SÉRIE
Rd = REISTÊNCIA DE CONTROLE OU
RESISTÊNCIA DO DERIVADOR
H
CAMPO SÉRIE QUANDO DERIVADOR
LIGADO
RS = R ´S = RESISTÊNCIA DO CAMPO
SÉRIE QUANDO DERIVADOR
DESLIGADO
Rsh = RESISTÊNCIA DO CAMPO SHUNT
Ri = RESISTÊNCIA DO INDUZIDO
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
39
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
2.3 – AUTO EXCITAÇÃO MISTA – (GERADOR MISTO AUTO EXCITADO=
2.3.1 – GERADOR MISTO AUTO EXCITADO EM SHUNT CURTO
Rs
A
E
F
G
Rd
C
Ri
R sh
D
AB =
CD =
EF =
GH =
R´s =
Rs =
Rsh =
Ri =
Rd =
COMPLETE A
NOMENCLATURA
H
B
2.3.2 – GERADOR MISTO AUTO EXCITADO EM SHUNT LONGO
Rs
A
E
G
F
Rd
C
Ri
R sh
D
B
H
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
AB =
CD =
EF =
GH =
R´s =
Rs =
Rsh =
Ri =
Rd =
COMPLETE A
NOMENCLATURA
40
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
CARACTERÍSTICAS MAGNÉTICA E ROTACIONAL
DE GERADORES DE CORRENTE CONTINUA
REVENDO DADOS DA PÁGINA 3
φ
nucleo de ferro
φ
φ
φ
C
B
N
enrolamento de cobre
S
I
φ
NUCLEO DE
FERRO E
ENROLAMENTO
DE COBRE
ESPECTRO DO
FLUXO
MAGNÉTICO
φres.
φres.
I
PEÇA NUNCA
ANTES
MAGNETIZADA
φres.
A
I
PEÇA JÁ
MAGNETIZADA
UMA VEZ
I
CURVA
SIMPLIFICADA
• OS POLOS DAS MAQUINAS DE CORRENTE CONTÍNUA SE
COMPORTAM COMO O SOLENÓIDE RETO DESCRITO.
• A CORRENTE QUE ATRAVESSA O ENROLAMENTO SE CHAMA
CORRENTE DE EXCITAÇÃO: Iexc.
• O FLUXO MAGNÉTICO PRODUZIDO É RESULTADO DA FMM (FORÇA
MAGNETO MOTRIZ) PRODUZIDA PELAS BOBINAS DE CAMPO E
CONCENTRADA PELOS POLOS.
φ=
FMM FORÇA MAGNETO MOTRIZ n.i amperes espiras
=
=
=
RELUTANCIA MAGNETICA
ℜ
ℜ
ℜ
• OBSERVAR QUE O FLUXO É FUNÇÃO DA CORRENTE DE
EXCITAÇÃO: φ = K 2 ( I exc )
• É DIFICIL MEDIR DIRETAMENTE O FLUXO DOS POLOS NO INTERIOR
DA MÁQUINA, ENTÃO SE MEDE O EFEITO DESSE FLUXO, ISTO É, A
TENSÃO INDUZIDA. ( maquina girando).
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
41
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
• VISUALIZAÇÃO DO FLUXO MAGNÉTICO EM MÁQUINAS DE 2 E 4
POLOS.
N
N
rotação
S
rotação
S
S
N
Sejam as expressões:
em =
Item
em
P
N
k
E
b
n
m
a
Pφ P N
k
60
V
E=
Descrição
bmn
em
a
Gramme
Tensão média induzida por lado ativo de
em
bobina
Número de polos
P
Rotação
N
-8
K =10 para CGS
k = 1 para MKS
k
Tensão bruta produzida pela máquina
E
Lados ativos por bobina
1
Bobinas no induzido
n
Espiras por bobina
m
Circuitos em paralalelo
P
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
V
Imbricado
em
Ondulado
em
P
N
k
E
2
n
m
P
P
N
k
E
2
n
m
2
42
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
E=
bmn Pφ P N
k
60
a
V
PARA UMA DETERMINADA MÁQUINA, TEREMOS φ P e N VARIÁVEIS,
E AS DEMAIS GRANDEZAS CONSTANTES:
E = Kφ N
FAZENDO
N = CONSTANTE
φ = Pφ P
onde
E VARIANDO
φ
ATRAVÉS DA
CORRENTE DE EXCITAÇÃO TEREMOS: E = K1 φ = K1(K2Iexc) = K3Iexc
variação da tensão produzida pelo gerador em vazio, com
E = K3Iexc Æ
rotação constante, em função da corrente de excitação. Esta é a
CARACTERISTICA MAGNÉTICA DE GERADORES DE CORRENTE
CONTINUA.
FAZENDO φ = CONSTANTE ATRAVÉS DE Iexc = CONSTANTE, TEREMOS
POR ANALOGIA:
E = K4N, variação da tensão produzida com corrente constante, em função da
rotação, que é a CARACTERÍSTICA ROTACIONAL DE GERADORES DE
CORRENTE CONTINUA.
CARACTERÍSTICA MAGNÉTICA DO GERADOR DE CC
CURVA COMPLETA
E ou
φ
I exc n o m i n a l
E ou φ
residual
Iexc
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS
NOTAR A SATURAÇÃO
MAGNÉTICA E A
HISTERESE
MAGNÉTIICA
43
ANOTAÇÕES DE CONVERSÃO I
C
B
E ou φ
residual
I exc nominal
A
curva simplificada completa
AB - trecho linear
BC - trecho não linear
C em diante - saturação
E ou
φ
E ou
I exc
φ
B
C
B
I exc nominal
E ou φ
residual
A
I exc nominal
E ou φ
residual
A
I exc
curva simplificada só trecho linear
I exc
curva simplificada sem saturar
Profs. Jaime Luiz Dilburt, José Carlos Masciotro
ANOTAÇÕES ADICIONAIS