Máquinas de Corrente Alternada (ENE052)

(1)

Máquinas de Corrente

Alt

d

Alternada

(ENE052)

1.6 Enrolamentos de

Armadura Distribuídos

Prof Abilio Manuel Variz

Prof. Abilio Manuel Variz

E n g e n h a r i a E l é t r i c a E n g e n h a r i a E l é t r i c a

U n i v e r s i d a d e F e d e r a l d e J u i z d e F o r a

P e r í o d o 2 0 1 0 3 P e r í o d o 2 0 1 0 - 3

(2)

Recapitulando

p

 Tensão Induzida em máquina

2

 Tensão Induzida em máquina

com enrolamento concentrado:

Tensão de Pico: Tensão Eficaz (RMS):

O d

(3)

Máquinas Reais

q

 É impossível concentrar todas as bobinas em um

3

É impossível concentrar todas as bobinas em um único par de ranhuras do estator;

 Enrolamentos de cada fase são distribuídos ao longo  Enrolamentos de cada fase são distribuídos ao longo

do estator.

 Para cada fase são diversas bobinas com um certo  Para cada fase são diversas bobinas com um certo

(4)

Tensão induzida de enrolamentos distribuídos

S j á i

4

 Seja uma máquina

com 3 bobinas por fase distribuídas por fase distribuídas por um grupo de fase

(phase belt) de 20º (phase belt) de 20º entre cada bobina.

(5)

Tensão induzida de enrolamentos distribuídos

S t ã d f b bi

5

 Se a tensão da fase bobina

central for:

(6)

Tensão induzida de enrolamentos distribuídos

P t t t ã i d id

6

 Portanto, a tensão induzida

na fase A, no estator com enrolamentos distribuídos é enrolamentos distribuídos, é dada por:

(7)

Enrolamento Concentrado X Distribuído

G d b bi f

7

 Gerador com 3 bobinas por fase:

 Com Enrolamento Distribuídos (20º entre bobinas)

Ea_distribuido = 2,879E

 Com Enrolamento Concentrado

Ea_concentrado = 3E

 A relação entre estas duas tensões é dada pelo

fator de distribuição, K_d:

K = Ea / Ea

K_d = Ea_distribuido / Ea_concentrado

Do exemplo:  Do exemplo:

(8)

Fator de Distribuição

ç

O f t d di t ib i ã K é f i t

8

 O fator de distribuição, K_d, é uma forma conveniente

de quantificar o decréscimo de tensão causado pela distribuição das bobinas no estator

distribuição das bobinas no estator.

o distribuid

V

K

o concentrad o distribuid d

V

K



 Uma maneira alternativa de realizar este cálculo é por:

d ú d d h



/

2 

sin

n



_{onde: n = número de pares de ranhuras}

usadas por fase

φ = distância angular entre







/

2 

sin

.

2 /

.

sin



n

K

_d



φ g bobinas (ranhuras)

(9)

Tensão induzida em enrolamento distribuído

S j d d d l t d f

9

 Seja um gerador onde cada enrolamento de fase

possui i bobinas com cada uma formado por Nc espiras Se estas i bobinas estiverem distribuídas espiras. Se estas i bobinas estiverem distribuídas tem-se que a tensão induzida eficaz (RMS) é:

f K K N E_A _P _d RMS  2.. . . ..  Onde:  Np = i. Nc P    Kρ é o Fator de Passo:

 Kd é o Fator de Distribuição: K  Vdistribuido  sinn. /2

4 . sin 2 sin P K    m  Kd é o Fator de Distribuição: _ _ 2 / sin .  n V K_d  

(10)

Tensão induzida em enrolamento distribuído

10 f K K N E_A_RMS  2.



. _P. _. _d.



. f K N E_A_RMS  2.



. _P. _W.



. f K N E_A _P _W RMS  4,44. . .



.

 Onde K_W é o Fator de Enrolamento (Winding Factor):

Nc i Np  . Kd K Kw  .   . /2 sin n V K distribuido d   . sin sin P K    m  /2 sin .  n V_concentrad_o d 4 sin 2 sin K  

(11)

Enrolamentos Distribuído de Camada Dupla

p

P Pl P E t d

11

(12)

Enrolamentos de Camada Dupla

p

F t d P F t d E l t Má i

12

 Fator de Passo e Fator de Enrolamento em Máquina

de Passo Encurtado com enrolamento de camada dupla

dupla.

(13)

Exercício 1.6.1

S j

d CA

t d

13



Seja o gerador CA conectado

em estrela (Y) ilustrado

l d

ao lado, com:

 4 bobinas por fase com

10 i d

10 espiras cada;

 Passo de Bobina = 150º;

 Velocidade 3000RPM;  Velocidade = 3000RPM;  Fluxo por pólo = 0,019Wb

(14)

Exercício 1.6.1

D t

i

14



Determine:

a) Diferença angular entre ranhuras;

b) Freqüência elétrica da tensão induzida;

c) Tensão de pico induzida nos enrolamentos de armadura; d) Tensão Eficaz nos terminais da máquina;

e) Quanto de componente harmônica é diminuída com o

d f i á i á i

(15)

Informações

ç

A l 15 Pro as  Aulas:  Presença obrigatória  Início: 09-ago-2010  Provas:  TVC1: 22-set-2010 (qua)  TVC2: 18-out-2010 (seg)  Início: 09 ago 2010  Término: 10-dez-2010  TVC2: 18 out 2010 (seg)  TVC3: 29-nov-2010 (seg)  2ª Chamada/Substitutiva:  Dúvidas:  E-mail: prof.variz@gmail.com 06-dez-2010 (seg)

 Atendimento pessoal: Galpão do PPEE, 2º Andar.

 Quartas de 08:00 até as 10:00  Quintas de 10:00 até as 12:00  Quintas de 10:00 até as 12:00

 Informações, Avisos e Material Didático: