UNIVERSIDADE ANHANGUERA

Edmar S. AmorimRA: 3715635428Guilherme Piolli da LuzRA: 4207797137Ksia Smela dos Santos CostaRA: 4436811857Luciano Coutinho LanzoniRA: 3776752198Ricardo Felipe de Mattos SalvadorRA: 4201781929Fernando Xavier AlmeidaRA: 8409164233

CONVERSO ELETROMECNICA DE ENERGIAENGENHARIA ELTRICA6 SEMESTRE

ATPS

Professor: Jos Zakir

Osasco - SPi

Dezembro 2014i

1. INTRODUO

Esta ATPS sobre o princpio bsico do motor eletromagntico tem como objetivo introduzir, explorar e apresentar um modelo em funcionamento de um motor, com o auxlio de todos os meios didticos disponveis e atravs disto expandir o conhecimento adquirido em sala da aula.

SUMRIO

1 INTRODUO22desafio proposto(motor)42.1 RELATRIO SOBRE O DESAFIO53ETAPA 3 PAsso 1 (resumo)54ETAPA 3 Passo 2 (texto)85ETAPA 4 passo 1(resumo)116ETAPA 4 Passo 3 (powerpoint)158Bibliografia20

2. DESAFIO PROPOSTO (MOTOR)Motor eltrico 05 (rotor = bobina mvel; estator = bobina fixa)Motor com rotor e estator de bobinasMais uma variante para o motor eltrico didtico. Dessa feita, com o mesmo material bsico das montagens 03 e 04, temos como rotor, uma bobina mvel (a mesma indicada no projeto 04) e como estator, o tubo de PVC e bobina fixa (o mesmo indicado para o projeto 03).Montagem

ComentriosPara experimentaes, a bobina mvel poder ter de 10 50 espiras e a bobina fixa cerca de 100 espiras (fio 22 a 28), ou a bobina fixa substituda por um im comum. 2.1 RELATRIO SOBRE O DESAFIO Durantes as experincias realizadas com o motor no obtivemos xito com uma s bobina em srie com o motor, porm com o auxilio de um im comum, obtivemos a induo eletromagntica desejada, sendo que o mesmo foi alocado do lado contrrio ao conjunto de bobinas alimentadas com circuito CC. Assim foi criado um deslocamento no fluxo magntico que age com uma fora tangencial ao vetor fora proveniente do rotor ligado em srie com o sistema de armadura do extrator, fazendo com que o fluxo de corrente eltrica sofre uma variao constante e com esse deslocamento o fluxo de energia convertida de eltrica para mecnica age instintivamente no eixo do rotor produzindo movimento no eixo, de forma linear com a corrente aplicada tendo sempre a 0 com o limite infinito de energia fornecido pelas clulas de alimentao do sistema (pilha D 1,5V).

3. ETAPA 3 PASSO 1 (RESUMO)O princpio bsico de funcionamento de um transformador o fenmeno conhecido como induo eletromagntica: quando um circuito submetido a um campo magntico varivel, aparece nele uma corrente eltrica cuja intensidade proporcional s variaes do fluxo magntico.Os transformadores, na sua forma mais simples (figura 2), consistem de dois enrolamentos de fio (o primrio e o secundrio), que geralmente envolvem os braos de um quadro metlico (o ncleo). Quando uma corrente alternada aplicada ao primrio produz um campo magntico proporcional intensidade dessa corrente e ao nmero de espiras do enrolamento (nmero de voltas do fio em torno do brao metlico). Atravs do metal, o fluxo magntico quase no encontra resistncia e, assim, concentra-se no ncleo, em grande parte, e chega ao enrolamento secundrio com um mnimo de perdas. Ocorre, ento, a induo eletromagntica: no secundrio surge uma corrente eltrica, que varia de acordo com a corrente do primrio e com a razo entre os nmeros de espiras dos dois enrolamentos.

Figura 2: Principio de funcionamento do transformador eltrico

A relao entre as voltagens no primrio e no secundrio, bem como entre as correntes nesses enrolamentos, pode ser facilmente obtida: se o primrio tem Np espiras e o secundrio Ns, a voltagem no primrio (Vp) est relacionada voltagem no secundrio (Vs) por Vp/Vs=Np/Ns, e as correntes por Np/Ns=Is/Ip. Desse modo um transformador ideal (que no dissipa energia), com 100 ( cem ) espiras no primrio e cinqenta no secundrio, percorrido por uma corrente de 1 Ampere, sob 110 Volts, fornece no secundrio, uma corrente de 2 Amperes sob 55 Volts.Graas s tcnicas com que so fabricados, os transformadores modernos apresentam grande eficincia, permitindo transferir ao secundrio cerca de 100% da energia aplicada no primrio. As perdas - transformao deenergia eltrica em calor- so devidas principalmente histerese, s correntes parasitas e perdas no cobre.1. Perdas no cobre. Resultam da resistncia dos fios de cobre nas espiras primrias e secundrias. As perdas pela resistncia do cobre so perdas sob a forma de calor e no podem ser evitadas.2. Perdas por histerese. Energia transformada em calor na reverso da polaridade magntica do ncleo transformador.3. Perdas por correntes parasitas. Quando uma massa de metal condutor se desloca num campo magntico, ou sujeita a um fluxo magntico mvel, circulam nela correntes induzidas. Essas correntes produzem calor devido s perdas na resistncia do ferro.Todo esse calor gerado pelas perdas, refrigerado pelo leo dieltrico o qual todo o ncleo do transformador submerso, sendo assim esse leo aliado ao aquecimento, acaba gerando uma corrente de conveco dentro do transformador. Onde o leo mais que acaba esquentando fica menos denso e sobe. Aps passar pelos radiadores ele resfria, aumentando sua densidade, e assim se mantm a refrigerao do transformador, a figura abaixo mostra o esquema da refrigerao natural.

Figura 3 : Esquema de refrigerao de transformadores.

4. ETAPA 3 PASSO 2 (TEXTO)

Ensaios no transformador

H ensaios bsicos que determinam os parmetros de um transformador. Estes parmetros (magnetizao, perdas no ncleo, perdas no cobre, etc.) so utilizados por exemplo para efeitos de manuteno (constar degradao dos parmetros originais).Obs: abaixo, os procedimentos esto simplificados, para facililtar no entendimento do por que de cada teste.1- Ensaio a vazio.Este feito com o secundrio em aberto, no ligado a nada, por isso o nome a vazio. Ento liga-se no primrio a sua tenso nominal.Podemos ento deduzir que o transformador est realmente a vazio, pois no h carga conectada no secundrio. Como no h carga no secundrio, a corrente no secundrio nula, e a corrente no primrio mnima, suficiente apenas para magnetizar o ncleo.Assim, conclumos que neste ensaio determinamos parmetros em relao ao ncleo e magnetizao, j que o fluxo magntico proporcional tenso aplicada (estamos com a tenso nominal, ento o fluxo nominal).2- Ensaio a curtocircuito.Este ensaio feito com os terminais no secundrio em curtocircuito, simulando uma carga mxima.Como o secundrio est em curto, j saberemos que no pode-se aplicar a tenso nominal no primrio, sob o risco de queimar o transformador. Deste modo, variamos essa tenso no primrio de modo que seja estabelecida a corrente nominal no primrio. Quando acontecer, tambm sabemos que pela relao de transformao, a corrente no secundrio tambm estar prxima sua nominal.Note que ambas as correntes so nominais, ou mximas em cada lado. Assim, a componente potncia ativa ser significativa agora.Note tambm que a tenso aplicada ao terminal primrio no a nominal, muito pelo contrrio, muito inferior. Ento o fluxo magntico ser minimizado a ponto de ser desprezvel (pois ele proporcional tenso aplicada).Conclumos ento que este teste nos fornecer os parmetros que precisamos para calcular as perdas no cobre.3- Consideraes.Principalmente no ensaio de curtocircuito, MUITO IMPORTANTE que a tenso no primrio comece do zero, para evitar que o tcnico comece a variar a partir de uma tenso que seja suficiente para provocar corrente acima da nominal nos enrolamentos do transformador.Pode-se utilizar voltmetros, ampermetros e wattmetros para auxiliar nas medies e ter um maior controle na evoluo das variveis (tenso e corrente).

5. ETAPA 4 PASSO 1 (RESUMO)

Transformadores TrifsicosO transformador trifsico , basicamente, a conexo de trs transformadores monofsicos. Em algumas aplicaes usado apenas um circuito magntico. Em outras, o transformador trifsico composto por trs transformadores monofsicos separados. importante entender como so feitas as conexes dos transformadores. Elas podem ser de quatro tipos diferentes: , , ou .Conexo A figura 8.1 mostra a conexo de trs transformadores monofsicos com o primrio em estrela () e o secundrio em delta ().

Observe que a relao de transformao do transformador trifsico (com esta conexo) diferente da relao entre o nmero de espiras (a = N1/N2). De fato:

Da mesma forma, traando o diagrama fasorial das tenses, observa-se que existe uma defasagem entre a tenso de linha de entrada e a tenso de linha da sada.

Observa-se que a tenso no secundrio (em delta) est atrasada em relao tenso de linha do primrio de 30.

Autotransformadores No transformador normal, cada enrolamento projetado para suportar a potncia nominal. possvel ligar os enrolamentos de forma a melhor aproveitar o materialutilizado. Este equipamento chamado de autotransformador.O secundrio de um autotransformador (ou o seu lado de baixa tenso) tirado de uma derivao do enrolamento principal (ou primrio). A figura 7.1 mostra um desenho esquemtico de um autotransformador.

Pode-se analisar o autotransformador com se fosse um transformador de dois enrolamentos. O enrolamento 1 com N1 espiras e o enrolamento 2 com uma parcela das espiras do enrolamento 1, ou N2 espiras com N2 < N1.O fluxo concatenado sendo o mesmo, tem-se:

O equilbrio ampre-espira tambm tem que ser obedecido:

Visto dos terminais, portanto, o autotransformador se comporta como se fosse um transformador de dois enrolamentos com relao de transformao a. A vantagem do autotransformador a capacidade, ou potncia nominal, que muito maior que o transformador normal. O exemplo a seguir ilustra esta caracterstica.8. BIBLIOGRAFIAhttps://docs.google.com/file/d/0B4DWrkB2Lh2sOXQ5aTEzZ0Mtd2M/edit (Acessado em 03/12/14 s 10:30 am.)http://www.gsep.ene.unb.br/osem/ivan/maquina/TRANSFORMADORES%20TRIF%C1SICOS.pdf(Acessado em 03/12/14 s 13:30 am.)

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