Campo_Magnetico_Girante Arquivo

Aula:
Máquinas de Corrente Alternada
Aula de Hoje
 Máquinas de corrente alternada
 Campo Magnético Girante
Enrolamento Distribuído
Bobinas
Montagem do
Enrolamento
Enrolamento
finalizado
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente contínua
N espiras com
corrente I
Linhas
de fluxo
a
Eixo
magnético
da bobina ‘a’
Fmm
a
Rotor
Estator
Magnitude do Campo Girante – Método Analítico
 Para resolver este problema, a bobina é distribuída de forma
senoidal em ranhuras sobre toda a periferia do estator,
resultando em distribuição espacial de força magnetomotriz
aproximadamente senoidal;
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente contínua
N espiras com
corrente I
Linhas
de fluxo
a
Eixo
magnético
da bobina ‘a’
Fmm
a
Rotor
Estator
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
t0
t1
-a
-π/2
0
π/2
t2
-Fmax
a
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
a
-a
-π/2
0
-Fmax
π/2
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
t0
t1
-a
-π/2
0
π/2
t2
-Fmax
a
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
t1
-a
-π/2
0
-Fmax
π/2
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
a
-a
-π/2
0
-Fmax
π/2
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
a
-a
-π/2
0
-Fmax
π/2
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
a
-a
-π/2
0
π/2
t2
-Fmax
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
i
Ia
ia
t2
t1
0
t
Eixo da fase a
Fmax
t0
t1
-a
-π/2
0
π/2
t2
-Fmax
a
-a
π
-π/2
θ
Força magnetomotriz produzido por uma bobina para corrente alternada
 fmm pulsante - varia
senoidalmente em relação a θ e
ao
tempo. (Campo pulsante)
Campo Magnético girante produzido
por um enrolamento trifásico
Campo Magnético Girante
Ia
a’
a
ia  I m cos(t )
a
Rede
Elétrica
Rotor
b
c
Ib
b’
c’
Armadura
Ic
ib  I m cos(t  120)
ic  I m cos(t  240)
Campo Magnético Girante
Três correntes alternadas senoidais, com mesma amplitude e
defasadas de 120 graus, circulando por três bobinas fixas, cujos
eixos magnéticos distam 120 graus entre si, produzem um
campo magnético girante de intensidade constante.
Campo Magnético Girante
a
b
b’
Eixo b
a’
c
a
Eixo
magnético
da bobina a
c’
Eixo c
Distribuição da forma magnetomotriz
Devido à posição no entreferro fase a
Fmma a   NI cos(a )
Porém a corrente depende do tempo
I  t   I m cos(t )
Portanto a Fmm terá duas componentes:
Fmma a , t   NI m cos(a )cos(t )
Distribuição da forma magnetomotriz na fase A
Devido à posição no entreferro fase a
Fmm a a , t   Fm cos(a ) cos(t )
Devido à corrente fase a
Magnitude do Campo Girante – Método Analítico
 Assim, a distribuição espacial das bobinas a, b e c, resulta na
produção de força magnetomotriz pulsante em cada fase;
f.m.m = Ni
Fa  N cos  a * ia  NI m cos  cos t
Fb  N cos( a  120) * ib  NI m cos( a  120o ) cos(t  120o )
Fc  N cos( a  120) * ic  NI m cos( a  120o ) cos(t  120o )
 Vamos provar que a f.m.m. líquida é girante, com
velocidade síncrona e amplitude constante;
Magnitude do Campo Girante – Método Analítico
 A força magnetomotriz líquida é:
Fa  N cos  * ia  NI m cos t cos 
F ( , t )  Fa  Fb  Fc
cos A cos B 
Fb  N cos(  120) * ib  NI m cos(  120o ) cos(t  120o )
Fc  N cos(  120) * ib  NI m cos(  120o ) cos(t  120o )
1
1
cos( A  B)  cos( A  B )
2
2
tem  se
1
1
NI m cos(  t )  NI m cos(  t )
2
2
1
1
 NI m cos(  t  240o )  NI m cos(  t )
2
2
1
1
 NI m cos(  t  240)  NI m cos(  t )
2
2
F ( , t ) 
F ( , t ) 
3
NI m cos(  t )
2
Magnitude do Campo Girante – Método Analítico
 O que demonstra que a força magnetomotriz é girante, com
velocidade =2pf e amplitude constante, igual a 3NIm/2;
F ( , t )  Fa  Fb  Fc
3
F ( , t )  NI m cos( a  t )
2
Magnitude do Campo Girante – Método Gráfico
 Módulo constante (3/2 Fmax)
 Velocidade depende da frequência da rede elétrica (ω = 120f/p)
Provar que invertendo duas fases, inverte-se o sentido de rotação do
campo girante