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귻귾근귽귿글긁긂긃긄긅긆 RESUMÃO COMPLETO - MÁQUINAS ELÉTRICAS CA
蚘蚓蚔蚕蚖蚗 PARTE 1: TIPOS DE MÁQUINAS CA
Característica Máquina Síncrona Máquina de Indução (Assíncrona) Alimentação do rotor Corrente CC externa (escovas + anéis) Corrente induzida (ação de transformador) Velocidade Fixa (síncrona) Variável (escorrega) Exemplo Gerador de usina hidrelétrica Motor de ventilador/geladeira Complexidade Mais cara, mais complexa Mais simples, mais barata 膆 Diferença principal: Síncrona → rotor precisa de corrente CC de fora Indução → corrente no rotor aparece sozinha (induzida) ��� PARTE 2: CAMPO MAGNÉTICO GIRANTE Como criar: 3 bobinas no estator, espaçadas de 120°, alimentadas com 3 correntes alternadas defasadas de 120°. Resultado: Campo magnético que gira sozinho. Para inverter o sentido de rotação: Troque duas fases entre si (ex: A com B). Recíproco (gerador): Um ímã girando dentro de bobinas produz tensão trifásica. 膆껇껈 PARTE 3: RELAÇÃO ENTRE ÂNGULOS MECÂNICO E ELÉTRICO 𝜃eleˊ trico =
⋅ 𝜃mecaˆ nico
Número de polos (P) Pares de polos 1 volta mecânica = 2 1 1 ciclo elétrico (360°) 4 2 2 ciclos elétricos (720°) 6 3 3 ciclos elétricos (1080°) Exemplo: 𝑃 = 4, girou 30° mecânicos → 30 × 2 = 60° elétricos. 귐귑귔귕귖귒귓귗귘귙 PARTE 4: VELOCIDADE SÍNCRONA (FÓRMULA PRINCIPAL) 𝑛 =
Onde: 𝑛 = velocidade em rpm 𝑓 = frequência em Hz 𝑃 = número de polos (sempre par: 2, 4, 6, 8...) Exemplo: Motor 4 polos, 60 Hz → 𝑛 = 120 × 60/4 = 1800 rpm Tabela rápida para 60 Hz: Polos Velocidade (rpm) 2 3600 4 1800 6 1200 8 900 10 720
Exemplo: Converter 60 Hz em 25 Hz: 𝑃ଵ 𝑃ଶ
Combinação prática: 𝑃ଵ = 24, 𝑃ଶ = 10 → 300 rpm. 궪궨궫 PARTE 8: PERDAS NAS MÁQUINAS CA Perda Causa Exemplo Perda no cobre (elétrica) Corrente nos fios (^) 𝑖ଶ𝑅 (aquece) Perda no núcleo Campo variável no ferro Histerese + correntes parasitas Perda mecânica Atrito e ventilação Rolamento, ventoinha Perda suplementar Outras perdas pequenas Difíceis de calcular Perdas no núcleo (detalhe): Histerese: 𝑃 ∝ 𝑓 ⋅ 𝐵ଵ, Corrente parasita: 𝑃 ∝ 𝑓ଶ^ ⋅ 𝐵ଶ Total (aprox., B constante): 𝑃nuˊ cleo ∝ 𝑓ଵ,ହ Relação entre frequências: 𝑃ଵ 𝑃ଶ
ଵ,ହ Exemplo: 25 Hz vs 60 Hz → (25/60)ଵ,ହ^ ≈ 0,269 (26,9% das perdas) 궬궨궭궮궯 PARTE 9: EFICIÊNCIA E REGULAÇÃO Eficiência total: 𝜂 = 𝑃saıˊda 𝑃entrada
× 100%
Regulação de tensão (geradores):
𝑉sem carga − 𝑉com carga 𝑉com carga
× 100%
Quanto menor, melhor. Um bom gerador tem regulação baixa. Regulação de velocidade (motores): 𝑅𝑉 = 𝑛sem carga − 𝑛com carga 𝑛com carga
× 100%
Quanto menor, melhor. Motores rígidos têm baixa regulação. ��� PARTE 10: CONJUGADO INDUZIDO E MODO DE OPERAÇÃO 𝜏ind ∝ 𝐵ோ × 𝐵liq Regra prática: 𝐵ோ atrasado em relação a 𝐵liq → MOTOR 𝐵ோ adiantado em relação a 𝐵liq → GERADOR Na figura: Se 𝐵ோ vem primeiro no sentido da rotação → adiantado → gerador. 膆껎껏 PARTE 11: ESPIRA GIRANTE (GERADOR SIMPLES) Tensão induzida: 𝑒(𝑡) = 2𝑟𝜔𝐵𝑙sin (𝜔𝑡) Corrente (carga R): 𝑖(𝑡) = 𝑒(𝑡)/𝑅 Conjugado induzido: 𝜏(𝑡) = 2𝑟𝑖(𝑡)𝑙𝐵sin (𝜔𝑡) Potência instantânea: 𝑝(𝑡) = 𝑒(𝑡) ⋅ 𝑖(𝑡) Potência média (sen²): 𝑃med = 𝑃pico/ 궰궱궲궳궴궷궵궶 PARTE 12: RESUMO DE CONVERSÕES De Para Fórmula Frequência (Hz) Velocidade (rpm) (^) 𝑛 = 120 𝑓/𝑃 Velocidade (rpm) Frequência (Hz) (^) 𝑓 = 𝑛𝑃/ 120
