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Curso: Engenharia eltrica Turma: EGES6a

Disciplina: maquinas eltrica

Elivelton Rodrigues do Passos RA: 5255103374 Regys Siviero Permanhani RA: 5814123049 Wagner Cardim Figueredo RA: 5212967317

Mestre: Helton

Guarulhos 02/05/2015ndice

Etapa1- Aula-Tema Fundamentos de Eletromecnica e Construo de Maquinas e Enrolamentos.

PASSO 1.............................................................................................................................PG. 3PASSO 2..............................................................................................................................PG.7PASSO 3..............................................................................................................................PG.9PASSO 4............................................................................................................................PG.26Etapa 2- Maquinas de corrente continua.PASSO 1...........................................................................................................................PG.31PASSO 2...........................................................................................................................PG.31PASSO 3...........................................................................................................................PG.33PASSO 4...........................................................................................................................PG.34Etapa 3 Maquinas Sincronas e Maquinas de Induo Polifasicas assncronas PASSO 1...........................................................................................................................PG.37PASSO 2...........................................................................................................................PG.40PASSO 3...........................................................................................................................PG.40Etapa 4- Acionamentos Eltricos, Acionamentos de Motores de Corrente Contnua e Acionamentos de Motores de Corrente AlternadaPASSO 1.......................................................................................................PG.41PASSO 2.......................................................................................................PG.41PASSO 3.......................................................................................................PG.42CONCLUSO.............................................................................................PG.47

ETAPA:1 converso eletromecnica

PASSO:1 A converso eletromecnica envolve a troca de energia entre um sistema mecnico e umsistema eltrico atravs de um campo de acoplamento, que pode ser de origem eltricaou magntica.Processo que realiza-se atravs do campo eltrico ou magntico de um dispositivo de converso, como agente intermedirio. Este processo essencialmente reversvel, exceto por uma pequena quantidade de energia que se perde em aquecimento.Transdutores so dispositivos que tomam uma forma de energia e a convertem em outra. Ex.: geradores, eletroms, alto-falantes, microfones, vibra dores, etc.Um transdutor pode ser dividido em trs partes: eltrica, mecnica e eletromecnica propriamente dita.Os dispositivos que realizam a converso de energia tambm podem ser classificados, segundo o nmero de campos envolvidos, em:

Dispositivos de excitao nica:Desenvolvem foras de impulso no controladas. Ex.: rels, solenides, atuadores diversos.

Dispositivos de 2 ou mais caminhos de excitao:Desenvolvem foras proporcionais a sinais eltricos e sinais proporcionais s foras e velocidades.

A eletromecnica o ramo da cincia e tecnologia no qual so realizadas a anlise, o projeto, o desenvolvimento, a produo e a manuteno de sistemas e dispositivos que integrem componentes eltricos e mecnicos no seu mecanismo. Entre os exemplos de dispositivos eletromecnicos encontram-se osmotores eltricosdosventiladores,frigorficos, mquinas de lavar, secadores de cabelo e outros aparelhos eltricos. Osrels,interruptoresecomutadores, bem como as j obsoletascalculadoras mecnicasevlvulas eletrnicas. Todos estes dispositivos servem para converterenergia eltricaemenergia mecnicaou vice-versa. Ostelefonestransmitem informao distncia, convertendo a energia mecnica originada pelasondas sonorasem sinais eltricos, reconvertendo depois estes sinais eltricos em ondas sonoras para a recepo da mensagem. A lista de dispositivos eletromecnicos interminvel.O fato de todos os dispositivos eletromecnicos integrarem componentes classificados como eltricos e componentes classificados como mecnicos no implica que os componentes eltricos e mecnicos possam estar sempre separados fisicamente e operar independentementeuns dos outros. A energia recebida ou fornecida por aqueles componentes, dependendo da natureza e da aplicao de um equipamento em particular. O processo de converso de energia eletromecnica tambm abarca normalmente o armazenamento e a transferncia de energia eltrica. O principal objetivo da engenharia eletromecnica justamente o estudo dos princpios de converso de energia eletromecnica, bem como o desenvolvimento de modelos para os componentes de sistemas eletromecnicos.Ainduo eletromagntica o fenmeno que origina a produo de umafora eletromotriz(f.e.m. ouTenso) num meio ou corpo exposto a um campo magntico varivel, ou bem num meio mvel exposto a um campo magntico esttico. assim que, quando o dito corpo um condutor, produz-se umacorrenteinduzida. Este fenmeno foi descoberto porMichael Faradayque o expressou indicando que a magnitude da tenso induzida proporcional variao dofluxo magntico(Lei de Faraday).Por outro lado,Heinrich Lenzcomprovou que a corrente devida ao f.e.m. induzida se ope mudana de fluxo magntico, de tal forma que a corrente tende a manter o fluxo. Isto vlido tanto para o caso em que a intensidade do fluxo varie, ou que o corpo condutor se mova em relao a ele.Induo eletromagntica o princpio fundamental sobre o qual operamtransformadores,geradores,motores eltricose a maioria das demais mquinas eltricas.Aenergia elica uma das fontes de energia renovveis que esto a ser utilizadas para reduzir a contaminao produzida pelos combustveis fsseis. Portugal um dos pases em que a energia elica corresponde a uma percentagem mais elevada da energia eltrica total, com aproximadamente 9%.Consideremos uma barra condutora em movimento dentro de um campo magntico uniforme,, como se mostra na figura abaixo. Sobre cada partcula com cargadentro do condutor atua uma fora magntica:Barra condutora em movimento, dentro de um campo magntico. A foramagntica faz acumular cargas opostas nos extremos da barra.Essafora magnticafaz deslocar as cargas de conduo no condutor; na situao da figura acima, ficar um excesso de cargas negativas no extremo inferior da barra, e um excesso de cargas positivas no extremo superior, independentemente do sinal das cargas de conduo.1Mas se analisarmos o problema do ponto de vista do referencial S', que se desloca com o condutor, nesse referencial o condutor est em repouso e, portanto, no existe nenhuma fora magntica sobre as cargas. Como se explica acumulao de cargas nos dois extremos da barra?O problema est em que a velocidade uma grandeza relativa, diferente em diferentes referenciais; isso implica que, para que a equao acima seja correta, preciso alguma condio adicional que defina exclua todos os referenciais, exceto onde a equao vlida. Asegunda lei de Newtonimplica que as fora deve ser invariante, devido a que a acelerao e a massa so invariantes.O problema resolve-se admitindo que os campos eltrico e magntico noso invariantes. Dois observadores em dois referenciais diferentes observam diferentes valores para os campos eltrico e magntico, mas observam a mesma fora eletromagntica:

Campo eltrico induzido pelo movimento dentro do campo magntico.A fora eletromagntica invariante. A primeira equao vlida unicamente num referencial em que o campo eltrico seja nulo. No referencial que se desloca com a barra na figura, dever aparecer um campo eltricoinduzido:

que produz uma fora eltrica igual fora magntica observada no referencial em que a barra se desloca com velocidade relativa.(figura ao lado) como se existisse uma, no condutor, igual a diferena de potencial entre os extremos.1Se o comprimento da barra for, a fem. induzida ser:1 Lei de Faraday e LensPASSO:2Alei de Faraday-Neumann-Lenz, oulei da induo eletromagntica, uma das quatroequaes de Maxwellque regem oeletromagnetismoclssico. com essa lei que se entende a produo decorrente eltricaem um circuito colocado sob efeito de umcampo magnticovarivel ou por um circuito em movimento em um campo magntico constante. a base do funcionamento dosalternadores,dnamosetransformadores.

Tal lei derivada da unio de diversos princpios. A lei da induo de Faraday, elaborada porMichael Faradayem1831, afirma quea corrente eltrica induzida em um circuito fechado por um campo magntico proporcional ao nmero de linhas do fluxo que atravessa a rea envolvida do circuito, por unidade de tempo.1Faraday definiu essa lei de maneira verbal, usando o arcabouo de linhas de campo que ele mesmo havia desenvolvido, o que dificultou a transmisso de suas idias no meio acadmico. Apenas no ano de 1845Franz Ernst Neumannescreveu a Lei em uma forma matemtica:

Onde o fluxo, definido como:

A superfcie S qualquer superfcie cuja borda seja o circuito que est sofrendo induo. Usando a definio deFEMe tornandoinfinitesimal temos:2

SendoEo campo eltrico induzido, dl um elemento infinitesimal do circuito e dB/dt a variao do fluxo magntico no tempo. Uma maneira alternativa de se representar a lei de induo aplicar oTeorema de Stokes:

O sinal de menos contribuio fundamental deHeinrich Lenz. A corrente induzida no circuito de fato gerada por um campo magntico, e alei de Lenzafirma queo sentido da corrente o oposto da variao do campo magntico que a gera.3Isso significa que a induo sempre se d com o intuito de manter o campo com a mesma direo e magnitude. Caso o campo magntico aumente, surge uma corrente que gera um campo contrrio, tentando impedir esse aumento. Se o campo diminui um efeito inverso acontece. Isso no significa que as correntes induzidas sejam suficientes para manter o campo magntico.As aplicaes da Lei de Faraday-Neumann-Lenz so inmeras e podemos citar:indutores,alternadores,dnamosetransformadores. Qualquer equipamento eletro-eletrnico usa o fenmeno de induo, seja com indutores em circuitos ou em transformadores para utilizar vrios nveis de tenso. Transformador Vamos usar como exemplo um transformador ideal. Um transformador ideal consiste de um ncleo que contm completamente o fluxo magntico dentro dele e duas bobinas: uma que chega com a tenso e corrente vindas de um gerador e o outro lado que vai ser usado em algum circuito, uma tomada por exemplo.4 Dado o nmero de voltasda bobina 1 eo nmero de voltas da bobina 2. Temos ento Gerador

. LEI DE LENS Aproximao e afastamento de um m prximo a uma espiraFaraday, em seus estudos e experimentaes, percebeu que a corrente induzida que aparecia no circuito mudava de sentido constantemente, ou seja, em um dado momento ela estava em um sentido em outro ela estava em sentido contrrio ao primeiro. Apesar de perceber esse acontecimento, Faraday no conseguiu chegar a uma lei que indicasse como determinar o sentido da corrente induzida. Foi somente no ano de 1834, poucos anos aps a publicao dos trabalhos de Faraday, que o fsico russo Heinrich F.E. Lenz apresentou uma regra, atualmente conhecida comoLei de Lenz, que permite indicar o sentido da corrente induzida.

Quando um m se aproxima de uma espira, surge uma corrente induzida sobre ele. Essa corrente faz surgir um campo magntico, cujo sentido pode ser determinado pela regra de mpere. Ao aplicar essa regra verifica-se que o campo magntico tem sentido oposto ao campo magntico do m. Se fizermos o contrrio, ao afastarmos o m da bobina perceberemos que a corrente induzida surge em sentido contrrio situao anterior e ao utilizar novamente a regra de mpere possvel perceber que o campo magntico criado pela corrente induzida tem o mesmo sentido do campo magntico do m.

Ao fazer essas observaes Lenz concluiu que osentido da corrente o oposto da variao do campo magntico que lhe deu origem. Assim sendo, Lenz formulou uma lei que ficou conhecida como a Lei de Lenz e pode ser enunciada da seguinte forma:A corrente induzida em um circuito aparece sempre com um sentido tal que o campomagntico que ele cria tende a contrariar a variao do fluxo magntico atravs da espira.PASSO:3 Motores Sncronos

O motor sncrono um tipo de motor eltrico muito til e confivel com uma grande aplicao na indstria. Entretanto, pelo fato do motor sncrono ser raramente usado em pequenas potncias, muitos que se sentem bem acostumados com o motor de induo por causa de suas experincias com acionadores menores, se tornam apreensivos quando se deparam com a instalao de um motor sncrono nos seus sistemasDiferenas entre sncronos e assncronosO motor sncrono bastante semelhante ao motor de induo (assncrono) no seu aspecto geral, embora usualmente os motores sncronos possuam potncia elevada e/ou rotao muito baixa quando comparado com o motor de induo normal. Tipicamente, o motor sncrono tem um comprimento de ncleo pequeno e um dimetro grande quando comparado com o motor de induo.Motor sncrono: Funciona com velocidade fixa, utilizado somente para grandes potncias (devido ao seu alto custo em tamanhos menores) ou quando se necessita de velocidade invarivel. Os motores sncronos funcionam quando h sincronismo entre o campo magntico do estator e a voltagem induzido no rotor, ou seja, a freqncia da tenso/corrente gerada proporcional a velocidade do rotor. Lembre-se da frmula: velocidade x freqncia induzida =120 x n de plos. = n polosMotor de induo: Funciona normalmente com velocidade constante, que varia ligeiramente com a carga mecnica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos os tipos de mquinas acionadas, encontradas na prtica. Atualmente possvel controlarmos a velocidade dos motores de induo com o auxlio de inversores de freqncia.Nos motores assncronos (de induo) h um escorregamento, ou seja, h certa diferena entre a velocidade do rotor e a freqncia induzida. Na prtica esse valor est por volta de 0,05 a 0,1; ou seja, segundo a frmula dos motores sncronos acima, a velocidade deve ser de 5 a 10% maior para induzir a mesma tenso de um motor sncrono.Diferenas Construtivas BsicasMotores sncronos so classificados em alta e baixa velocidade devido s diferenas nos mtodos construtivos. O motor de alta velocidade, nominalmente de 12 plos e abaixo, caracterizado por seu relativo comprimento axial longo em comparao ao dimetro do rotor. A elevada velocidade do rotor, produzindo conseqentemente altas foras centrfugas, faz com que as laminaes da armao do rotor sejam feitas de ao de alta resistncia mecnica com cauda de andorinha estampada ou usinada de modo a permitir a montagem e aperto seguro dos plos no rotor. Construes padres incluem estator, rotor, eixo e dois mancais. Para motores pequenos e mdios os mancais so alojados dentro de tampas laterais s quais so montadas e se tornam partes integrantes do motor. Estes motores so abertos e auto ventilados. Alguns fabricantes possuem o motor a prova de pingos como padro.

Motores SncronosMotor eltrico uma mquina destinada a transformar energia eltrica em mecnica. o mais usado de todos os tipos de motores, pois combinam as vantagens da utilizao de energia eltrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando com sua construo simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptao s cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos. O termo SNCRONO tem sua origem no Grego, onde o prefixo SIN significa com e CRONOS uma palavra que denota tempo. Um motor sncrono literalmente opera em tempo com ou em sincronismo com o sistema de alimentao.

Motores Sncronos de Alta Velocidade

trabalhar como compensador sncrono para corrigir o fator de potncia da rede se destaca como os principais motivos que resultam na escolha dos MOTORES SNCRONOS para acionamento de diversos tipos Os motores sncronos esto sendo utilizados com maior freqncia pelas indstrias, devido ao fato de possurem caractersticas especiais de funcionamento. O alto rendimento e o fato de poderem de cargas. Altos torques, velocidade constante nas variaes de carga e baixo custo de manuteno, tambm so caractersticas especiais de funcionamento que proporcionam inmeras vantagens econmicas e operacionais ao usurio. A economia est por trs do uso de motores sncronos em muitas das aplicaes deste tipo de motor na indstria. As cinco razes mais comuns para se especificar motores sncronos so:1. Baixo custo inicial. 2. Obter altos rendimentos. 3. Obter correo de fator de potncia. 4. Obter caractersticas de partida especiais. 5. Obter caractersticas especiais do motor sncrono. Destas cinco vantagens, as quatro primeiras tm um impacto direto no custo geral de operao da instalao.CONSTRUO Carcaa Sua funo principal apoiar e proteger o motor, alojando tambm o pacote de chapas e enrolamento do estator. Podem ser construdas nos tipos horizontais e verticais e com grau de proteo de acordo com as necessidades do ambiente. A carcaa construda em chapas e perfis de ao soldado, com as junes feitas atravs de solda tipo MIG, formando um conjunto slido e robusto que a base estrutural da mquina. Todo o conjunto da carcaa recebe um tratamento de normalizao para alvio de tenses provocadas pela solda.Tal construo proporciona excelente rigidez estrutural de maneira a suportar esforos mecnicos proveniente de eventual curto-circuito e baixas vibraes, capacitando o motor a atender as mais severas solicitaes. Internamente a carcaa constituda por longarinas dispostas na periferia para fixao do pacote de chapas com seu respectivo enrolamento. Normalmente a carcaa apoiada sobre uma base metlica rgida (chapa de ao), e esta por sua vez apoiada sobre a base de concreto. A fixao da base metlica ao concreto feita atravs de chumbadores. Estator - Constitudo por um pacote laminado de chapas de ao silcio de alta qualidade, com ranhuras para alojar o enrolamento do estator, que opera com alimentao de potncia em corrente alternada para gerar o campo magntico giranteRotor O rotor pode ser construdo com plos lisos ou salientes dependendo das caractersticas construtivas do motor e da aplicao.Consistem nas partes ativas giratrias compostas da coroa do rotor, o enrolamento de campo e o enrolamento amortecedor.Os plos de campo so magnetizados atravs da corrente direta da excitatriz ou diretamente por anis coletores e escovas; eles engrenam magneticamente pelo entreferro e giram em sincronismo com o campo girante do estator. O rotor do motor sncrono de plos salientes compreende em eixo, roda polar e plos. Os plos so fabricados com chapas de ao laminado que so fixadas atravs de barras de ao que so soldadas nas extremidades. As bobinas de campo so feitas de fios de cobre esmaltados ou barras de cobre planas. Depois de bobinados e impregnados, os plos so fixados ao eixo ou a roda polar, atravs de parafusos, por cima ou por baixo do plo, ou conectados por meio de rabo de andorinha. O enrolamento amortecedor est alojado nos plos e feito de barras de cobre ou outro material dependendo do projeto do motor. Aps montagem final e impregnao, o rotor completo balanceado dinamicamente em 2 planos. O rotor do motor sncrono de plos lisos compreende em eixo, pacote de chapas laminado e enrolamento dos plos. O enrolamento alojado nas ranhuras do rotor formando os plos.

Eixo Os eixos so fabricados de ao forjado ou laminado e usinados exatamente conforme as especificaes. A ponta de eixo normalmente cilndrica ou flangeada.Mancais Em funo da aplicao os Motores Sncronos podem ser fornecidos com mancais de deslizamento.

Mancais de rolamento rolamentos Estes mancais so normalmente constitudos de rolamentos de esferas ou de rolos cilndricos, dependendo da rotao e dos esforos axiais e radiais a que so submetidos, sendo que em algumas aplicaes podem ser utilizados rolamentos especiais. Os mancais de rolamentos podem ser lubrificados a leo ou graxa. b) Mancais de deslizamento - Os mancais de deslizamento podem ter lubrificao natural (auto-lubrificveis) ou lubrificao forada (lubrificao externa).Os Motores Sncronos necessitam de uma fonte de corrente contnua para alimentar o enrolamento de campo (enrolamento do rotor), que usualmente suprido atravs de anis coletores e escovas (excitatriz esttica) ou atravs de uma excitatriz girante sem escovas (brushless).Princpio de Funcionamento Os motores sncronos possuem o estator e os enrolamentos de estator (armadura) bastante semelhante aos dos motores de induo trifsicos. Assim como no motor de induo, a circulao de corrente no enrolamento distribudo do estator produz um fluxo magntico girante que progride em torno do entreferro.Quando uma bobina percorrida por uma corrente eltrica, criado um campo magntico dirigido conforme o eixo da bobina e de valor proporcional corrente. O princpio de funcionamento do motor sncrono baseia-se na interao de dois campos magnticos, ou seja, um campo girante produzido no estator por corrente alternada e um campo fixo no rotor produzido por corrente contnua (rotao do eixo igual rotao sncrona). Este motor tem uma velocidade de rotao, denominada de velocidade de sincronismo, constante e rigorosamente definida pela freqncia da corrente e pelo nmero de plos.A estrutura e o mecanismo de operao dos rotores sncronos so relativamente complicados e para o seu funcionamento h necessidade de uma fonte suplementar de energia em corrente contnua destinada alimentao dos enrolamentos do rotor, visto que o estator recebe corrente alternada. Isto obtido atravs de um pequeno gerador (espcie de dnamo) conhecido por excitatriz, acionado pelo mesmo eixo do motor. Tambm no possuem condies prprias de partida necessitando de equipamento auxiliar de partida at atingir a velocidade de sincronismo, em geral, pequenos motores de induo tipo gaiola.O campo prtico de aplicao dos motores sncronos o das grandes instalaes, geralmente quando a potncia das bombas ultrapassa de 500HP e as velocidades necessitam ser baixas (at 1800rpm) e constantes. Devido a sua maior eficincia, o dispndio com a energia eltrica em grandes instalaes, passa a ter significativo valor na economia global do sistema. O custo inicial, entretanto, elevado e a fabricao ainda restrita em no pas. So ainda citadas como desvantagem dos sncronos controle relativamente difcil e sua sensibilidade s perturbaes do sistema (excesso de carga, por exemplo) podendo provocar sadas do sincronismo que provocam paradas de funcionamento, acarretando prejuzos significativos.

]Locais mais usadosOs motores sncronos so fabricados especificamente para atender as necessidades de cada aplicao.- Minerao - Siderurgia - Papel e celulose - Saneamento - (bombas); - Qumica e petroqumica

Introduo Motores Assncrono Os motores assncronos ou de induo, por serem robustos e mais baratos, so os motores mais largamente empregados na indstria. Nestes motores, o campo girante tem a velocidade sncrona, como nas mquinas sncronas. Teoricamente, para o motor girando em vazio e sem perdas, o rotor teria tambm a velocidade sncrona. Entretanto ao ser aplicado o conjugado externo ao motor, o seu rotor diminuir a velocidade na justa proporo necessria para que a corrente induzida pela diferena de rotao entre o campo girante (sncrono) e o rotor, passe a produzir um conjugado eletromagntico igual e oposto ao conjugado externamente aplicado.

Motores AssncronosO motor assncrono constitudo basicamente pelos seguintes elementos: um circuito magntico esttico, constitudo por chapas ferromagnticas empilhadas e isoladas entre si, ao qual se d o nome de estator; por bobinas localizadas em cavidades abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada; por um rotor constitudo por um ncleo ferromagntico, tambm laminado, sobre o qual se encontra um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais so induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das bobinas do estator. O rotor apoiado num veio, que por sua vez transmite carga a energia mecnica produzida. O entreferro (distncia entre o rotor e o estator) bastante reduzido, de forma a reduzir a corrente em vazio e, portanto as perdas, mas tambm para aumentar o fator de potncia em vazioFuncionamento de um Motor Assncrono

A partir do momento que os enrolamentos localizados nas cavidades do estator so sujeitos a uma corrente alternada, gera-se um campo magntico no estator, consequentemente, no rotor surge uma fora eletromotriz induzida devido ao fluxo magntico varivel que atravessa o rotor. A f.e.m. induzida d origem a uma corrente induzida no rotor que tende a opor-se causa que lhe deu origem, criando assim um movimento giratrio no rotor. Como podemos constatar o princpio de funcionamento do motor de induo baseia-se em duas leis do Eletromagnetismo, a Lei de Lenz e a Lei de Faraday. Faraday: "Sempre que atravs da superfcie abraada por um circuito tiver lugar uma variao de fluxo, gera-se nesse circuito uma fora eletromotriz induzida. Se o circuito fechado ser percorrido por uma corrente induzida". Lenz: "O sentido da corrente induzida tal que esta pelas suas aes magnticas tende sempre a opor-se causa que lhe deu origem". O motor eltrico transforma a potncia eltrica fornecida em potncia mecnica e uma reduzida percentagem em perdas. As perdas, que so inerentes ao processo de transformao, so quantificadas atravs do rendimento (mais frente analisamos melhor os vrios tipos de perdas nos motores). A Potncia Mecnica traduz-se basicamente no torque que o motor gera no eixo do rotor. O torque conseqncia direta do efeito originado pela induo magntica do estator em interao com a do rotor.A velocidade de um motor de induo essencialmente determinada pela freqncia da energia fornecida ao motor e pelo numero de pares de plos existentes no estator. No motor assncrono ou de induo o campo girante roda a velocidade sncrona, como nos motores sncronos. As velocidades do campo girante

obtm-se pela seguinte expresso: Vg = velocidade do campo girante f = freqncia n = numero de pares de plos Uma caracterstica fundamental dos motores de induo o escorregamento, da tratar-se de motores assncronos, o seu valor dado pela seguinte expresso:

s escorregamento V - velocidade do rotor A velocidade sofre um ligeiro decrscimo quando o motor passa de um funcionamento em vazio (sem carga) para um funcionamento em carga mxima.

Aplicaes O motor assncrono tem atualmente uma aplicao muito grande tanto na indstria como em utilizaes domsticas, dada a sua grande robustez, baixo preo, arranque fcil (pode mesmo ser direto, em motores de baixa potncia). No possui coletor (rgo delicado e caro) tratando-se de um gaiola de esquilo; no produz fascas e tem portanto uma manuteno muito mais reduzida do que qualquer outro motor. utilizado o motor monofsico para baixas potncias (at 1 a 2 Kw) e o polifsico para potncias superiores.H que destacar que o motor de induo ideal est numa faixa de velocidade entre 900 e 1800rpm, e com potncias inferiores a alguns milhares de KW. Associados aos conversores eletrnicos de tenso e freqncia variveis (variadores eletrnico de velocidade), os motores de induo tendem a assumir um papel quase que exclusivo nos acionamentos eltrico.Perdas No MotorAs perdas que ocorrem num motor dividem-se em quatro diferentes tipos:- Perdas eltrica - Perdas magnticas- Perdas mecnicas- Perdas parasitas- As perdas eltricas so do tipo {RI2 }, aumentam acentuadamente com a carga aplicada ao motor. Estas perdas, por efeito de Joule podem ser reduzidas, aumentando a seco do estator e dos condutores do rotor.- As perdas magnticas ocorrem nas lminas de ferro do estator e do rotor. Ocorrem devido ao efeito de histerese e s correntes induzidas (neste caso, correntes de Foucault), e variam com a densidade do fluxo e a freqncia. Podem ser reduzidas atravs do aumento da seco do ferro no estator e rotor, atravs do uso de lminas delgadas e do melhoramento dos materiais magnticos.- As perdas mecnicas so devido frico dos procedimentos, ventilao e perdas devido oposio do ar. Podem ser reduzidas, usando procedimentos com baixa frico e com o aperfeioamento do sistema de ventilao.- As perdas parasitas (stray losses) ou perdas extraviadas so devidas a fugas do fluxo, distribuio de corrente no uniforme, imperfeies mecnicas nas aberturas para escoamento do ar, e irregularidades na densidade do fluxo do ar ao ser escoado pelas aberturas. Podem ser reduzidas atravs da optimizao do projeto do motor e ainda de uma produo ou fabrico cuidadoso.Tipos de Motores de Induo MonofsicosOs motores monofsicos so assim chamados porque os seus enrolamentos de campo so ligados diretamente a uma fonte monofsica. Os motores de induo monofsicos so a alternativa natural aos motores de induo trifsicos, nos locais onde no se dispe de alimentao trifsica, como residncias, escritrios, oficinas e em zonas rurais. Apenas se justifica a sua utilizao para baixas potncias (1 a 2 KW).Entre os vrios tipos de motores eltricos monofsicos, os motores com rotor tipo gaiolos destacam-se pela simplicidade de fabricao e, principalmente, pela robustez e manuteno reduzida. Por terem somente uma fase de alimentao, no possuem um campo girante como os motores trifsicos, mas sim um campo magntico pulsante. Isto impede que tenham torque de arranque, tendo em conta que no rotor se induzem campos magnticos alinhados com o campo do estator. Para solucionar o problema de arranque utilizam-se enrolamentos auxiliares, que so dimensionados e posicionados de forma a criar uma segunda fase fictcia, permitindo a formao do campo girante necessrio para o arranque.Tipos de Motores de induo monofsicos: Motor de Plos Sombreados; Motor de Fase Dividida; Motor de Condensador de Partida; Motor de Condensador Permanente; Motor com dois Condensadores.Motor de Plos Sombreados

O motor de plos sombreados, tambm chamado de motor de campo distorcido (ou shaded pole), graas ao seu processo de arranque, o mais simples, fivel e econmico dos motores de induo monofsicos. Construtivamente existem diversos tipos, sendo que uma das formas mais comuns a de plos salientes. Cada plo vai ter uma parte (em geral 25% a 35% do mesmo) abraada por uma espira de cobre em curto-circuito. A corrente induzida nesta espira faz com que o fluxo que a atravessa sofra um atraso em relao ao fluxo da parte no abraada pela mesma. O resultado disto semelhante a um campo girante que se move na direo da parte no abraada para a parte abraada do plo, produzindo o torque tingir a rotao nominal. O sentido de rotao, portanto, depende do lado em que se situa a parte abraada do plo. Conseqentemente, o motor de campo distorcido apresenta um nico sentido de rotao. Este geralmente pode ser invertido, mudando-se a posio da ponta de eixo do rotor em relao ao estator. Existem outros mtodos para se obter inverso de rotao, mas muito mais dispendiosos. Quanto ao desempenho, os motores de campo distorcido apresentam baixo torque de arranque (15% a 50% do nominal), baixo rendimento e baixo fator de potncia. Devido a esse fato, eles so normalmente fabricados para pequenas potncias, que vo de alguns milsimos de cv a 1/4 cv.Pela sua simplicidade, robustez e baixo custo so ideais em aplicaes tais como: movimentao de ar (ventiladores, exaustores, purificadores de ambiente, unidades de refrigerao, secadores de roupa e de cabelo), pequenas bombas e compressores, projetores de slides, gira-discos e aplicaes domsticas. Apesar de sua aparente simplicidade, o projeto deste tipo de motor de extrema complexidade, envolvendo conceitos de duplo campo girante, campos cruzados e complexa teoria eletromagntica.

Motor de Fase Dividida

Este motor possui um enrolamento principal e um auxiliar (para o arranque), ambos defasados de 90 graus. O enrolamento auxiliar cria um deslocamento de fase que produz o torque necessrio para a rotao inicial e a acelerao. Quando o motor atinge uma rotao predeterminada, o enrolamento auxiliar desligado da rede atravs de uma chave que normalmente atuada por uma fora centrfuga (chave ou disjuntor centrfugo) ou em casos especficos, por rel de corrente, chave manual ou outros dispositivos especiais. Como o enrolamento auxiliar dimensionado para atuar apenas no arranque, se no for desligado logo aps o arranque danifica-se. O ngulo de defasagem que se pode obter entre as correntes do enrolamento principal e do enrolamento auxiliar pequeno e, por isso, estes motores tm torque de arranque igual ou pouco superior ao nominal, o que limita a sua aplicao a potncias fracionrias e a cargas que exigem pouco torque de arranque, tais como mquinas de escritrios, ventiladores e exaustores, pequenos polidores, compressores hermticos, bombas centrfugas, etc. Motor de Condensador de Partida

um motor semelhante ao de fase dividida. A principal diferena reside na incluso de um condensador eletroltico em srie com o enrolamento auxiliar de arranque. O condensador permite um maior ngulo de defasagem entre as correntes dos enrolamentos principal e auxiliar, proporcionando assim, elevados torques de arranque. Como no motor de fase dividida, o circuito auxiliar desligado quando o motor atinge entre 75% a 80% da velocidade sncrona. Neste intervalo de velocidades, o enrolamento principal sozinho desenvolve quase o mesmo torque que os enrolamentos combinados. Para velocidades maiores, entre 80% e 90% da velocidade sncrona, a curva do torque com os enrolamentos combinados cruza a curva de torque do enrolamento principal de maneira que, para velocidades acima deste ponto, o motor desenvolve menor torque, para qualquer escorregamento, com o circuito auxiliar ligado do que sem ele. Devido ao fato de o cruzamento das curvas no ocorrer sempre no mesmo ponto e, ainda, o disjuntor centrfugo no abrir sempre exatamente na mesma velocidade, prtica comum fazer com que a abertura acontea, na mdia, um pouco antes do cruzamento das curvas. Aps a abertura de o circuito auxiliar, o seu funcionamento idntico ao do motor de fase dividida. Com o seu elevado torque de arranque (entre 200% e 350% do torque nominal), o motor de condensador de partida pode ser utilizado numa grande variedade de aplicaes e fabricado para potncias que vo de cv a 15 cv.

Motor de Condensador PermanenteNeste tipo de motor, o enrolamento auxiliar e o condensador ficam permanentemente ligados, sendo o condensador do tipo eletrosttico. O efeito deste condensador o de criar condies de fluxo muito semelhantes s encontradas nos motores polifsicos, aumentando, com isso, o torque mximo, o rendimento e o fator de potncia, alm de reduzir sensivelmente o rudo. Construtivamente so menores e isentos de manuteno, pois no utilizam contactos e partes mveis, como nos motores anteriores. Porm o seu torque de arranque inferior ao do motor de fase dividida (50% a 100% do conjugado nominal), o que limita sua aplicao a equipamentos que no requerem elevado torque de arranque, tais como: mquinas de escritrio, ventiladores, exaustores, sopradores, bombas centrifugas, esmeris, pequenas serras, furadeiras, condicionadores de ar, pulverizadores, etc. So fabricados normalmente para potncias de 1/50 a 1,5 cv.Motor com Dois Condensadores

um motor que utiliza as vantagens dos dois anteriores: arranque como o do motor de condensador de partida e funcionamento em regime idntico ao do motor de condensador permanente. Porm, devido ao seu alto custo, normalmente so fabricados apenas para potncias superiores a um cv.

Tipos de Motores de Induo TrifsicosO motor de induo trifsico o tipo mais utilizado, tanto na indstria como no ambiente domstico, devido maioria dos sistemas atuais de distribuio de energia eltrica ser trifsicos de corrente alternada. A utilizao de motores de induo trifsicos aconselhvel a partir dos 2 KW, Para potncias inferiores justifica-se o uso de monofsicos. O motor de induo trifsico apresenta vantagens ao monofsico, como o arranque mais fcil, menor nvel de rudo e menor preo para potncias superiores a 2KW.Gaiola de Esquilo

Este o motor mais utilizado na indstria atualmente. Tem a vantagem de ser mais econmico em relao aos motores monofsicos tanto na sua construo como na sua utilizao. Alm disso, escolhendo o mtodo de arranque ideal, tem um leque muito maior de aplicaes. O rotor em gaiola de esquilo constitudo por um ncleo de chapas ferromagnticas, isoladas entre si, sobre o qual so colocadas barras de alumnio (condutores), dispostos paralelamente entre si e unidas nas suas extremidades por dois anis condutores, tambm em alumnio, que curtocircuitam os condutores. O estator do motor tambm constitudo por um ncleo ferromagntico laminado, que nas cavidades do qual so colocados os enrolamentos alimentados pela rede de corrente alternada trifsica. A vantagem deste rotor relativamente ao rotor bobinado que resulta numa construo do induzido mais rpida, mais prtico e mais barato. As barras condutoras da gaiola so colocadas geralmente com certa inclinao, para evitar as trepidaes e rudos que resultam da ao eletromagntica entre os dentes das cavidades do estator e do rotor. A principal desvantagem refere-se ao fato de o torque de arranque ser reduzido em relao corrente absorvida pelo estator. Trata-se essencialmente de um motor de velocidade constante. Princpio de Funcionamento - campo girante Quando uma bobina percorrida por uma corrente eltrica, criado um campo magntico dirigido conforme o eixo da bobina e de valor proporcional corrente. Na figura ao lado mostrado um enrolamento monofsico atravessado por uma corrente I, e o campo H criado por ela; o enrolamento constitudo de um par de plos (um plo norte e um plo sul), cujos efeitos se somam para estabelecer o campo H. O fluxo magntico atravessa o rotor entre os dois plos e se fecha atravs do ncleo do estator. Se a corrente I alternada, o campo H tambm , e inverte seu sentido em cada meio ciclo. O campo H pulsante, pois sua intensidade varia proporcionalmente corrente, sempre na mesma direo norte--sul. Na figura ao lado mostrado um enrolamento trifsico, que composto por trs monofsicos espaados entre si de 120 graus. Se este enrolamento for alimentado por um sistema trifsico, as correntes I1, I2 e I3 criaro, do mesmo modo, os seus prprios campos magnticos H1, H2 e H3. Estes campos so espaados entre si de 120 graus. O campo total H resultante, a cada instante, ser igual soma dos trs campos H1, H2 e H3 naquele instante.Rotor Bobinado

O enrolamento do induzido constitudo por condutores de cobre isolados entre si e montados nas ranhuras do rotor. O conjugado no arranque, deste tipo de motor, bem melhor que o anterior porque podemos inserir resistores em srie com as fases do enrolamento do rotor. H tipos em que os resistores so montados no rotor e eliminados, quando a mquina atinge a sua velocidade normal, atravs de mecanismos centrfugos. Outro tipo de rotor bobinado aquele em que seus enrolamentos se ligam a anis coletores sobre os quais apiam se as escovas. Para entes tipos usamse reostatos, em estrela (), ligados em srie com os enrolamentos do rotor atravs de escovas e anis coletores. medida que o motor aumenta a usa velocidade, manobra-se o reostato a fim de retirar gradativamente os resistores do circuito at ligar os Enrolamentos em estrela. Em alguns tipos de motores, para que as escovas no fiquem desgastando-se durante a marcha normal, elas so suspensas e, atravs de alavancas, os anis so curto circuitados. Com a adio de reostatos alm de se melhorar o conjugado do motor podese variar a velocidade do mesmo, porm com o inconveniente de aumentar a perda por efeito Joule nos resistores, diminuindo o seu rendimento. O motor com rotor bobinado usado quando se necessita arrancar com carga e ainda quando se precisa variar a velocidade, como no caso das gruas, elevadores, etc. Os motores de induo, gaiola ou rotor bobinado, apresentam as seguintes vantagens: So simples, robustos, de arranque prprio e bom rendimento. O tipo gaiola de esquilo deve ser utilizado em todos os locais onde haja perigo de exploso, visto no produzir fascas, pois no contm contatos deslizantes (coletor, escovas, etc.). O tipo com rotor bobinado empregado quando h necessidade de arranque e paradas freqentes (servio intermitente) que exige maior conjugado inicial. Alm disso, com reostatos se tem velocidade regulvel. Como desvantagens dos motores assncronos citamos: o fator de potncia no igual a unidade, sendo baixo nos motores de pequena potncia, salvo no caso de serem bem construdos. O tipo gaiola de esquilo apresenta um baixo conjugado inicial, exceto nos de gaiolas especiais, e sua velocidade no pode ser regulada por meios comuns. Quando for necessrio a velocidade na proporo de 2 para 1 ou vice-versa, usa-se efetuar enrolamentos especiais de estator

] Exerccios de Revisoplos de um grande eletrom onde o campo magntico uniforme e forma um ngulo 1. Uma bobina com 500 espiras circulares com raio igual a 4,0 cm colocada entre os de 60 com o plano da bobina. O campo magntico diminui com uma taxa igual a 0,200 T/s. Qual o mdulo e o sentido da fem induzida?

2. Uma espira circular com 12,0 cm de raio orientada no plano xy colocada numa regio onde h um campo magntico uniforme de 1,5 T, orientado no eixo z positivo. Determine a fem mdia que ser induzida na espira quando ela for removida da regio do campo num intervalo de tempo de 2,0 ms. 3. O rotor de um pequeno gerador constitudo por uma bobina chata de seo reta com 120 espiras quadradas de lado igual a 1,60 cm. A bobina gira em um campo magntico de 0,075 T. Qual ser a velocidade angular da bobina se a fem mxima produzida for igual a 24,0 mV?

ETAPA:2 MAQUINAS DE CORRENTE CONTINUAPASSO:1Otorque (br) oubinrio(pt) definido a partir da componente perpendicular ao eixo de rotao daforaaplicada sobre um objeto que efetivamente utilizada para faz-logirarem torno de um eixo ou ponto central conhecido comoponto pivouponto de rotao. A distncia do ponto piv ao ponto onde atua uma fora F chamadabrao do momentoe denotada por r. Note que esta distncia r tambm umvetor.O torque definido pela relao:Pelasegunda lei de Newton,.Como, e a velocidade tem a mesma direo do momento, tem-se que, logona qual oproduto vetorialou externo. Em mdulo,sendoo ngulo entre o brao do momento e a fora aplicada.Numa linguagem mais informal, poder dizer-se que o torque a medida de quanto uma fora que age em um objeto faz com que o mesmo gire.Afora eletromotriz inversa atenso eltricadesenvolvida numcircuito indutivopor uma corrente varivel ou alternada atravessando-o. Apolaridadeda tenso a cada instante, oposta da tenso aplicada, a amplitude ou intensidade nunca maior do que o valor nominal constante. A fora eletromotriz inversa, tambm chamada defora contra-eletromotriz. Algumas formulas que podem ser uteis na matria em questo:PU= E'.i - U= r'.i

Passo 2Pesquisar sobre os dispositivos de partida para motores de CC, bem como as caractersticas do torque eletromagntico e da velocidade. Fazer um texto explicativo sobre os dispositivos de partida, caractersticas do torque eletromagntico e da velocidade nos motores CC, bem como os mtodos de controle de velocidade e os tipos de motor utilizados e suas aplicaes.Entregar ao professor no final do bimestre.

Classificao dos contatores Proteo de curto-circuito

Um curto-circuito uma relao direta de dois pontos em potenciais diferentes. um incidente que necessita detectar o mais repidamente possvel afim de barrar sua propagao, o risco mais grave o incndio.Os dispositivos de proteo devem detectar o curto-circuito e interromper o circuito muito rapidamente, se possvel antes que a corrente no atinja seu valor mximo. Estes dispositivos podem ser:Fusveis;Disjuntores;Aparelhos assegurando igualmente outras funes como os disjuntores-motores e os contatores-disjuntores.Proteger o dispositivo de partida e os cabos contra sobrecorrentes elevadas (I > 10 In).Este tipo de proteo fornecido por um disjuntor.Curto-circuito com impedncia (10 < I < 50 In)Deteriorao da isolao do enrolamento do motor a causa principal.Curto-circuito (I > 50 In)Este tipo de falta relativamente raro. Pode ocorrer por um erro de conexo durante a manuteno.A suportabilidade dos contatores aos esforos decorrentes da interrupo de correntes superiores sua corrente nominal e a sua durabilidade ao ser submetido a operaes repetidas levou a uma classificao dos contatores pela IEC. Essa classificao leva em conta:A freqncia das operaes liga - desligavalor das sobrecargasfator de potncia da cargatipo de operao dos motores: na partida, nafrenagem, na inverso da rotao, etc.Uma das cargas que pode apresentar variao muito grande na solicitao eltrica e trmica dos contatores a constituda pelos motores que podem sermanobrados em vrias situaes:Partida, quando as correntes podem chegar a 7 (ou mais) vezes a corrente nominal Frenagem em carga, em que o motor bloqueado pela inverso do campo girante ou pela insero de corrente no estator.Inverso, quando alm de bloqueado o motor deve partir para trabalhar em sentido inverso de rotao.Vamos examinar essas situaes para os diversos tipos de motores e os outros tipos de cargas que os contatores acionam.Motores de corrente contnuaNestes motores o controle da velocidade feito peloinsero de resistores com derivaes que permitem irreduzindo gradativamente o valor da resistncia e, aomesmo tempo, obter um elevado torque de partida.

Motores de induo com rotor bobinado

Os enrolamentos do rotor so anlogos aos do estator e os terminais so ligados a 3 anis coletores com escovas.Os motores com rotores bobinados e anis encontram seu maior campo de aplicao quando h necessidade de torques elevados de partida.Os motores de induo trifsicos de rotor bobinado com sistema motorizado de levantamento das escovas so fabricados com sistema eletromecnico que permite o curto-circuitamento dos anis coletores e levantamento das escovas logo aps a partida.Aps o procedimento de partida, os motores trabalham em condies nominais, com as caractersticas de motores de gaiola. Oferecem alta confiabilidade, pois so projetados com a mais alta tecnologia de projeto e fabricados com materiais de qualidade comprovada internacionalmente.Vantagens O levantamento motorizado de escovas implica em vantagens importantes no desempenho do motor ao longo dos anos: g Evita o desgaste constante e prematuro das escovas e anis coletores; g Reduz as paradas para manuteno e troca de escovas; g Evita o acmulo de p de escovas no interior do compartimento das escovas, mantendo alto o nvel de isolao do rotor; g Aumenta a vida til das escovas, anis coletores e, consequentemente, a do motor.AplicaesEstes motores so recomendados nos casos em que a carga possui alto conjugado resistente ou alta inrcia na partida. As resistncias externas so utilizados apenas para partir o motor, proporcionando elevado conjugado e reduo acentuada na corrente de partida. As escovas ficam em contato com os anis coletores somente durante a partida do motor, evitando desta forma, desgaste desnecessrio das escovas e anis coletores durante o funcionamento em regime, permitindo um maior tempo de uso para o conjunto. Os motores de induo trifsicos de rotor bobinado com sistema motorizado de levantamento das escovas so fabricados com sistema eletromecnico que permite o curto-circuitamento dos anis coletores e levantamento das escovas logo aps a partida.Exemplos de aplicaes Moinhos de bolas; Ventiladores;Exaustores; Trituradores;Bombas em geral;Outros.

Chaves de faca o dispositivo mais simples que s aplicvel a motores muito pequenos devido ao desgaste na faca e nos contatos provocados pelo arco tanto no fechamento quanto na abertura. Estas chaves no permitem o desligamento automtico por sobrecarga.Associadas a fusveis, oferecem proteo contra curto circuitos. No permitem comando distncias.

Chaves interruptoras Nestas chaves a velocidade de abertura no depende do operador. O movimento das facas comandado por uma mola que liberada quando a alavanca chega auma dada posio. Diminui o desgastes na abertura mas continuam havendo os outros inconvenientes da chave de faca simples.Chaves manuais estrela-tringulo fundamental que o motor tenha a possibilidade de ligao em dupla tenso, por exemplo, 220/380V, 380/660V ou 440/760V; os motores devero ter, no mnimo, 6 bornes de ligao. A partida estrela-tringulo poder ser usada quando a curva de conjugados de motor for suficientemente elevada para garantir a acelerao da mquina com a corrente reduzida. Na ligao estrela, a corrente fica reduzida para 33% da corrente de partida na ligao tringulo; a curva do conjugado tambm reduzida na mesma proporo. Por esse motivo, sempre que for necessria uma partida estrela-tringulo, dever ser usado um motor com conjugado-Para a partida com chave estrela-tringulo (elevado. Existem casos em que esse tipo de partida no pode ser aplicado.Se na partida estiver em ligao estrela, o motor acelera a carga at a velocidade n, aproximadamente 85% da rotao nominal, ento a ligao dever ser alterada para tringulo.O motor energizado com VN / 3 at se aproximar de sua velocidade nominal e nesse instante o operador muda a chave para a outra posio em que o motorpassa a ser alimentado com sua tenso nominal. necessrio que os terminais das bobinas sejam acessveis para que sejam feitas as conexes.Passo 3Projeto de um motor cc,

raio do rotor de 5,9 cm500 espiras no total12 bobinascada bobina possui 50 espiras,motor de dois plos.resistncia de armadura de 0,5 tenso de 120 Vvelocidade de 2000 rpmcorrente de armadura de 50 A

ETAPA 3Passo 1Mquina sncronaUmamquina sncrona umamquina eltricacujarotao proporcional freqnciada rede qual est conectado.Gerador SncronoUm dos tipos mais importantes de mquinas eltricas rotativas oGerador Sncrono, que capaz de converterenergia mecnicaem eltrica quando operada comogeradore energia eltricaem mecnica quando operada comomotor.Os Geradores Sncronos so utilizados na grande maioria dasCentrais HidreltricaseTermoeltricas.O nomeSncronose deve ao fato de esta mquina operar com umavelocidadederotaoconstantesincronizadacom afreqnciadatenso eltricaalternadaaplicada aos terminais da mesma, ou seja, devido ao movimento igual de rotao, entre o campo girante e o rotor chamado de mquina sncrona (sincronismo entre campo do estator e rotor).Partes constituintes do Gerador Sncrono

Rotor (Campo)Parte girante da mquina, pode ser constitudo por um pacote de lminas de um materialferromagnticoenvolto num enrolamento constitudo de condutores de cobre designado comoenrolamentodecampo, que tem como funo produzir umcampo magnticoconstante assim como no caso dogerador de corrente contnuapara interagir com ocampoproduzido pelo enrolamento do estator.Atensoaplicada nesse enrolamento contnuae a intensidade dacorrentesuportada por esse enrolamento muito menor que o enrolamento do estator, alm disso o rotor pode conter dois ou maisenrolamentos, sempre em nmeropare todos conectados emsriesendo que cada enrolamento ser responsvel pela produo de um dosplosdo eletrom. Em algumas mquinas sncronas o rotor pode ser constitudo por umimpermanente no lugar de umeletrom, sendo neste caso denominado mquina sncrona de im permanente.EstatorParte fixa da mquina, montada em volta dorotorde forma que o mesmo possa girar no seu interior, tambm constitudo por um pacote de lminas de um material ferromagnticoenvolto num conjunto deenrolamentosdistribudos ao longo da sua circunferncia e posicionados em ranhuras. Os enrolamentos do estator so alimentados por um sistema detensesalternadastrifsicas.Pelo estator circula toda a energia eltrica gerada, sendo que tanto a tenso quanto a corrente eltrica que circulam so bastante elevadas em relao ao campo(rotor), que tem como funo apenas produzir umcampo magnticopara "excitar" a mquina de forma que seja possvel ainduo de tenses nos terminais dos enrolamentos do estator.Comparemos, por exemplo, um gerador de grande porte no qual circulam 18kV e 6556A no estator contra 350V e 1464A no rotorPrincpio de funcionamentoOperao comoGerador SncronoAo operar como gerador, aenergia mecnica fornecida mquina pela aplicao de umtorquee pelarotaodo eixo/veio da mesma, a fonte de energia mecnica pode ser, por exemplo, umaturbinahidrulica, agsou avapor. Uma vez estando o gerador ligado rede eltrica, a tenso aos seus terminais ditada pela freqncia de rotao e pelo nmero de plos: afreqnciadatensotrifsicagerada depende diretamente da velocidade da mquina.Para que amquina sncronaseja capaz de efetivamente converter a energia mecnica aplicada no seu eixo/veio, necessrio que oenrolamentodecampolocalizado norotor da mquina seja alimentado por uma fonte de tensocontnuade forma que ao girar ocampo magnticogerado pelos plos do rotor tenham um movimento relativo aoscondutores dos enrolamentos do estator.Devido a esse movimento relativo entre ocampo magnticodos plos do rotor, a intensidade do campo magntico que atravessa os enrolamentos do estator ir variar no tempo, e assim teremos pelalei de Faradayuma induo de tenses aos terminais dos enrolamentos do estator. Devido distribuio e disposio espacial do conjunto de enrolamentos do estator, as tenses induzidas aos seus terminais seroalternadassinusoidais trifsicas.A corrente eltrica utilizada para alimentar o campo (enrolamento do rotor) denominada corrente de excitao. Quando o gerador est a funcionar de forma isolada de um sistema eltrico (ou seja, o sistema estar sendo alimentado exclusivamente pelo gerador sncrono.) a forma de onda e a freqncia da tenso deste sistema "ilhado" sero ditados pelo gerador e a excitao do campo ir controlar diretamente a tenso eltrica gerada. Quando o gerador est conectado a um sistema/rede eltrica que possui diversos geradores interligados, a excitao do campo ir controlar apotncia reativaque a mquina vai entregar ao sistema podendo eventualmente controlar indiretamente a tenso local.

Operao como Motor SncronoAo operar como Motor sncrono, aenergia eltrica fornecida mquina pela aplicao de tensesalternadastrifsicasaos terminais dos enrolamentos do estator, alm disso os enrolamentos de campo do rotor so alimentados por uma fonte de tensocontnua.Como as tenses aplicadas aos enrolamentos do estator so alternadas etrifsicas, circular nos mesmos um conjunto trifsico decorrentes alternadasde mesmafreqncia que a tenso, essas correntes trifsicas produziro campos magnticos tambm alternados que variam no tempo.Alm disso, devido a disposio espacial dos enrolamentos no estator, esses campos magnticos variantes no tempo tambm iro circular pelo estator, deforma que ocampo magnticoresultante ir rodar em torno da circunferncia do estator comvelocidade angularproporcional freqncia da tensoalternadaaplicada nos enrolamentos. Este campo que circula em torno da circunferncia do estator tambm conhecido como campo girante.Assim, quando um dos plos docampo magnticoconstante no tempo gerado pelo enrolamento de campo do rotor interagir com o campo girante resultante do estator, tentar alinhar-se com o plo de sinal oposto, e como o plo do campo girante do estator est a girar, surgir no rotor um binrio de foras que geraro umtorquede forma que o rotor gire e mantenha os campos do enrolamento de campo do rotor e o campo girante do estatoralinhados.Com o surgimento dotorque, o rotor girar seguindo o sentido e velocidade do campo girante do estator, logo, a velocidade angular do motorSncronoestarsincronizadacom a freqncia da tenso alternada aplicada aos enrolamentos do estator.

Passo 2Constituio Do Motor de InduoO motor assncrono constitudo basicamente pelos seguintes elementos:- um circuito magntico esttico, constitudo por chapas ferromagnticas empilhadas e isoladas entre si, ao qual se d o nome de estator;- por bobines (n. de grupos, consoante o motor monofsico ou polifsico) localizadas em cavas abertas no estator e alimentadas pela rede de corrente alternada;- por um rotor constitudo por um ncleo ferromagntico, tambm laminado, sobre o qual se encontra um enrolamento ou um conjunto de condutores paralelos, nos quais so induzidas correntes provocadas pela corrente alternada das bobinas do estator.O rotor apoiado num veio, que por sua vez transmite carga a energia mecnicaproduzida. O entreferro (distncia entre o rotor e o estator) bastante reduzido, de forma a reduzir a corrente em vazio e portanto as perdas, mas tambm para aumentar o fator de potncia em vazio.Como exemplo apresentamos a "projeo" dos diversos elementos o motor assncrono de rotor em gaiola de esquilo.

Passo 3Descrever a produo do campo magntico no enrolamento da armadura, os princpios, funcionamentos e caractersticas operacionais do motor de induo, bem como os condutores do rotor, fem induzida e torque. Entregar ao professor no final do bimestre.Campo Magntico GiranteUm campo magntico girante est na base do princpio de funcionamento da mquina de induo. Este campo produzido da seguinte maneira: coloca-se nas ranhuras do estator um conjunto de trs bobinas independentes, defasadas de 120 no espao, e faz-se circular por estas bobinas correntes trifsicas defasadas de 120 no tempo.Toda bobina quando percorrida por uma corrente produz um campo magntico cuja fmm dada por (t) = N.i(t) .Se as trs bobinas estiverem orientadas segundo um eixo comum a fora resultante ser nula (a (t) + b (t) + c (t) = 0).Ou seja, a fmm total produzir um campo magntico girante com velocidade e intensidade constantes, com a velocidade dependendo das correntes aplicadas s bobinas.ETAPA 4

Passo 1

Descrever os conceitos bsicos sobre os acionamentos eltricos, focando tambm nas caractersticas das cargas mecnicas, transmisses de movimento rotativo e linear, o sistema de acionamento eltrico, seus elementos, fluxos de energia e perdas. Entregar ao professor no final do bimestre.Tringulo: Com a tenso nominal do enrolamento de fase igual a 220 V Estrela: Com o enrolamento conectado em estrela a tenso de linha passa a ser 3 vezes a tenso do enrolamento em (3 . 220 = 380V) Tringulo: Com a tenso nominal do enrolamento de fase igual a 380 V;Estrela: Com o enrolamento conectado em estrela a tenso de linha passa a ser 3 vezes a tenso do enrolamento em (3 . 380 = 660V).

Passo 2

Estudar sobre os acionamentos de motores de corrente contnua, dando nfase s fontes estticas para acionamento, caractersticas estticas e dinmicas, pontos de operao e estabilidade e dispositivos de comando e proteo. Fazer um resumo sobre os conceitos vistos e entregar ao professor no final do bimestre.Mquinas eltricas de corrente contnua operam pelo princpio da interao entredois campos magnticos. Tpicamente estes campos so estacionrios noespao, com um deslocamento angular de 90 entre si, o que promove mximoconjugado. Uma forma alternativa de se observar o fenmeno da produo defora mecnica lembrar do comportamento de um condutor eltrico imerso emum campo magntico. Quando o condutor transporta corrente, fica sujeito auma fora mecnica dada pela relaoEsta relao indica o produdo vetorial entre o vetor densidade de corrente J e ovetor densidade de campo magntico B. O resultado o vetor fora mecnicaf. Esses elementos podem ser apreciados na figura a seguirAs mquinas convencionais de corrente contnua e corrente alternada operam segundo esse princpio. A figura abaixo mostra como condutores de uma bobina podem ser dispostos para a gerao de um binrio de fora ou conjugado. Dois condutores de uma bobina transportando corrente em direes opostas dentro de um campo magntico. Gerao de conjugado.Para direcionamento do fluxo, circuitos magnticos so utilizados. Circuitos magnticos, realizados a partir de materiais magnticos adequados permitem produzir eficientemente nveis adequados de fluxo magntico. Uma estrutura elementar com entreferro, e a sua evoluo para uma mquina eltrica mostrada a seguir

Passo 3

Resumir os principais conceitos e caractersticas dos acionamentos de motores de corrente alternada, dando nfase s fontes estticas para acionamento, caractersticas estticas e dinmicas, pontos de operao e estabilidade e dispositivos de comando e proteo. Entregar ao professor no final do bimestre.

Motor de corrente alternada

Motor eltrico de corrente alternada umequipamento rotativoque funciona a partir de energia eltrica, diferente de outrosmotores eltricos, omotor cano precisa, necessariamente, qualquer entreposto dele alimentao e serve, basicamente, para "girar" um segundo acoplado, ou movido. o electrico esta sempre activo.Estes motores podem ser divididos, num primeiro momento, emsncronoseassncronos, sendo que, este ltimo, sofre escorregamento conforme a intensidade de carga (i.e., oscila a rotao), contudo, so a esmagadora maioria nas indstrias.Uma outra grande diviso dentre os motores CA (decorrente alternada), so emtrifsicosemonofsicos. A diferena entre estes dois tipos de alimentao alteram profundamente a versatilidade e performance do motor, sendo, os monofsicos, muito mais limitados e necessitados decapacitores de partida, seno, no conseguem vencer ainrcia.Os motores de corrente alternada tm outras muitas divises todas elas mundialmente normalizadas, dentre as mais comuns temos:motor de dupla polaridade, o qual pode rodar em duas velocidades diferentes em detrimento da potncia,motor de eixo-duplo, com uma sada para cada lado.Nas placas de identificao dos motores eltricos encontramos diversas informaes sobre estes, a saber:IP- ndice de proteo - com um variao de IP-00 at IP-68, identifica o grau de proteo do motor em relao a gua e gro, sendo que, o ndice "standard" o IP-55. Alguns motores vm com uma pelcula de proteo especial, os quais, incorporam o prefixo, formando: IPW.forma construtiva- normalmente dotados de 3 ou 4 algarismos (por exemplo: B3D e B35D), sendo que a primeira letra signifa que um motor dentro dos padres, os nmeros do meio signifia o uso ou no de flanges e a ltima letra diz em qual lado do motor est a caixa de ligao.carcaaque sofre uma variao comum de 63 a 355, e, acima disso, trata-se de uma aplicao especial de grande porte. Em suma, este nmero significa a distncia entre o centro do motor e o solo. A letra que fica ao lado deste nmero (l,m) vem do ingls large (comprido) e medium (mdio), ereferem-se ao comprimento do motor.Valores deTenso eltrica- Os motores eltricos podem ser acionados com valores de tenses diversos, (127V, 220V, 380V, 440V e 760V), para isso, precisa-se fazer o fechamento adequado para cada tenso. Os fechamentos nao interferem na velocidade de rotao do motor, simplesmente servem para alimentar as bobinas de maneira que gerem o campo magntico necessrio para movimentar o rotor, que est alojado dentro da carcaa do motor. A tenso induzida nas expiras do bobinado do motor gera um campo magntico varivel, que faz com que o rotor se excite magneticamente, girando assim o eixo do motor, criando uma converso de energia eltrica para mecnicaDentre a enorme variedade de aplicaes encontradas para os motores eltricos, podemos citar:bombas,compressores,exaustores,ventiladores,mquinas operatrizes.Eles podem ser acionados tanto atravs departida direta, bem como atravs deconversor de frequncia,soft-starter,chave de partida,transformador, etc.UmMotor eltrico uma mquina destinada a transformarenergia eltricaemmecnica. o mais usado de todos os tipos de motores, pois combina as vantagens da energia eltrica - baixo custo, facilidade de transporte, limpeza e simplicidade de comando com sua construo simples, custo reduzido, grande versatilidade de adaptao s cargas dos mais diversos tipos e melhores rendimentos.A tarefa reversa, aquela de converter o movimento mecnico na energia eltrica, realizada por umgeradorou por umdnamo. Em muitos casos os dois dispositivos diferem somente em sua aplicao e detalhes menores de construo. Os motores de trao usados emlocomotivasexecutam frequentemente ambas as tarefas se a locomotiva for equipada com osfreios dinmicos. Normalmente tambm esta aplicao se d a caminhes fora de estrada, chamados eletro desel.A maioria de motores eltricos trabalha pela interao entre camposeletromagnticos, mas existem motores baseados em outros fenmenos eletromecnicos, tais como foras eletrostticas. O princpio fundamental em que os motores eletromagnticos so baseados que h uma fora mecnicaem todo o fio quando est conduzindocorrente eltricaimersa em umcampo magntico. A fora descrita pela lei dafora de Lorentze perpendicular ao fio e ao campo magntico. Em um motor giratrio, h um elemento girando, orotor. O rotor gira porque os fios e o campo magntico so arranjados de modo que um torque seja desenvolvido sobre a linha central do rotor.A maioria de motores magnticos so giratrios, mas existem tambm os tipos lineares. Em um motor giratrio, a parte giratria (geralmente no interior) chamada de rotor, e a parte estacionria chamada deestator. O motor constitudo de eletroms que so posicionados em ranhuras do materialferromagntico que constitui o corpo do rotor e enroladas e adequadamente dispostas em volta do material ferromagntico que constitui o estator...Motores de corrente alternadaSo os mais utilizados, porque a distribuio de energia eltrica feita normalmente emcorrente alternada. Seu princpio de funcionamento baseado nocampo girante, que surge quando um sistema decorrentes alternadastrifsico aplicada emplosdefasados fisicamente de 120. Dessa forma, como ascorrentesso defasadas 120 eltricos, em cada instante, um par de plos possui ocampode maior intensidade, cuja associao vetorial possui o mesmo efeito de um campo girante que se desloca ao longo do permetro do estator e que tambm varia no tempo.

Os principais tipos so:

1. Motor sncrono: funciona com velocidade constante; utiliza-se de um induzido que possui um campo constante pr-definido e, com isso, aumenta a resposta ao processo de arraste criado pelo campo girante. geralmente utilizado quando se necessita de velocidades estveis sob a ao de cargas variveis. Tambm pode ser utilizado quando se requer grande potncia, com torque constante.2. Motor de induo: funciona normalmente com velocidade estvel, que varia ligeiramente com a carga mecnica aplicada ao eixo. Devido a sua grande simplicidade, robustez e baixo custo, o motor mais utilizado de todos, sendo adequado para quase todos ostipos de mquinas acionadas encontradas na prtica. Atualmente possvel controlarmos a velocidade dos motores de induo com o auxlio deInversores de freqncia.A classificao dos motores eltricos quando vista de uma forma um pouco mais detalhada um tanto complexa e quase sempre leva a confuses mesmo de estudiosos do assunto:Motores CC (corrente contnua)m Permanente com ou sem escova (motor CC brushless)SrieUniversalShunt ou paraleloComposto(Composio de shunt e paralelo)Motores CA (corrente alternada)Assncrono (de induo)PolifsicoRotor gaiola ou em curto-circuitoRotor enrolado ou bobinadoMonofsicoRotor gaiola ou em curto-circuitoFase divididaCapacitor de partidaCapacitor permanentePolos SombreadosDois capacitoresRotor enrolado ou bobinadoRepulsoRepulso de partidaSncronoPolifsicoMonofsicom permanenteHistereseRelutnciaDe passom PermanenteRelutncia varivelHbridoIsto uma pequena amostra da enorme quantidade de motores eltricos que existem. Um estudo profundo seria necessrio para conhecer todos eles.

CONCLUSOA rotao inerente aosmotores eltricos a base do funcionamento de muitos eletrodomsticos. Por vezes, esse movimento de rotao bvio, como nos ventiladores ou batedeiras de bolos, mas freqentemente permanece um tanto disfarado, como nos agitadores das mquinas de lavar roupas ou nos 'vidros eltricos' das janelas de certos automveis. Alguns motores operam comcorrente contnua(CC/DC) e podem ser alimentados quer por pilhas/baterias quer por fontes de alimentao adequadas, outros requeremcorrente alternada(CA/AC) e podem ser alimentados diretamente pela rede eltrica domiciliar. H at mesmo motores que trabalham, indiferentemente, com esses dois tipos de correntes.