Conversão de Energia I

Aula 2.4

Departamento de Engenharia Elétrica

Aula 2.4

Prof. Clodomiro Unsihuay Vila

Exercício 1

• Um Circuito magnético de núcleo toroidal tem raio externo re= 12 cm e raiointerno ri= 8 cm e seção reta bruta igual a 16,2 cm². A característica B-H, a depotência aparente ( Volt-ampère eficazes) e as perdas do material de aço elétricoM-5 que é usado no núcleo, são dadas, a seguir. O aço ocupa 0,97(fator deempilhamento) da área da seção reta. Se a fonte de tensão que alimenta abobina for ajustada para V(t)= 220 sen(2π60t) e a resistência da bobina de 400espiras for insignificante, determinar:

• a) o volume e a massa do núcleo• a) o volume e a massa do núcleo• b) a femm gerada na bobina pelo fluxo no núcleo;• c) a densidade de fluxo magnético• d) a intensidade de campo magnético aplicado• e) a corrente de excitação em valor eficaz• f) a resistência elétrica que representa ás perdas no núcleo ( ou no ferro)• g) a componente da corrente de excitação associada às perdas no núcleo .• h) a componente da corrente de excitação associada à magnetização.• i) a indutância de magnetização do dispositivo.

Exercício 02

• Considere a máquina com simetria cilíndricamostrada a seguir. Os valores das indutâncias dosenrolamentos são: L11=a (constante); L22=b(constante); L12=Lm cosƟ , onde Ɵ está medido apartir da posição de referência no sentidocontrário às agulhas do reloj. Se o rotor separtir da posição de referência no sentidocontrário às agulhas do reloj. Se o rotor sealimenta com uma corrente contínua i1=I1 e seaplica ao estator uma corrente alternada daforma i2=I2 cos ωt, determinar a expressão doconjugado instantâneo e médio, se o rotor gira auma velocidade angular ωm= ω.

Exercício 03

• A estrutura ferromagnética de aço elétrico M-5 de 0,012 polegadas de espessura tem um enrolamento de 500 espiras. Desconsidere o espraiamento e a dispersão.

• A) Calcular a indutância do sistema para uma corrente I=1 A.

• C) Calcular a corrente necessária paraincrementar em 50% o fluxo magnético,mantendo constante o entreferro.

Exercício 4• Um circuito magnético com um único entreferro

está mostrado na figura abaixo. O Núcleo é construído de aço elétrico M-5 de 0,012 polegadas de espessura. As dimensões do núcleo são:

• Área da seção reta Ac = 1,8x10-3 [m2] (lados 1x10-

2 [m] por 1,8x10-1[m]);• Comprimento médio do núcleo l = 0,6 [m];• Comprimento médio do núcleo lc = 0,6 [m];• Comprimento do entreferro g = 2,3x10-3 [m];• N = 83 espiras.• Supondo que o núcleo tenha permeabilidade de

μ=2500μ0, e desprezar o espraiamento no entreferro.

• Suponha que o núcleo esteja operando com uma densidade de fluxo senoidal de 60 Hz e valor eficaz de 1,1 T. Desconsidere a resistência do enrolamento e a indutância de dispersão. Obtenha a tensão do enrolamento, a sua corrente eficaz e as perdas no núcleo, nessas condições de operação. A densidade nessas condições de operação. A densidade do aço M-5 é 7,65 g/cm³.