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DI MENSI ONAMENTO DE MOTORES ELTRI COS Responsvel Prof. Ms. - PowerPoint PPT Presentation

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Curso DI MENSI ONAMENTO DE MOTORES ELTRI COS Responsvel Prof. Ms. Leandro Moment Almada Engenheiro Eltrico (UNESP), Mestre em Engenharia Eltrica (UNESP) e Docente Proposta O curso contempla noes sobre eletromecnica,

  1. Curso DI MENSI ONAMENTO DE MOTORES ELÉTRI COS Responsável Prof. Ms. Leandro Momenté Almada – Engenheiro Elétrico (UNESP), Mestre em Engenharia Elétrica (UNESP) e Docente

  2. Proposta O curso contempla noções sobre eletromecânica, conversão de energia elétrica em energia mecânica, funcionamento de motores elétricos de indução, partida de motores elétricos, solicitações mecânicas, classificação de motores elétricos e cargas mecânicas, curvas características e dimensionamento de motores elétricos.

  3. NOÇÕES FUNDAMENTAI S

  4. CONJUGADO: Também chamado de Momento, Torque ou Binário. C = F . d = Força x distância [ Nm ] ENERGIA E POTÊNCIA MECÂNICA:   ⋅   Trabalho F D TRABALHO: = = [W]     P     Tempo t W = F . D = Força x deslocamento [ Nm ] = [Wh, kWh, J] E P t •

  5. Equivalência entre movimento retilíneo e movimento circular (rotativo): Grandezas do movimento retilíneo Grandezas do movimento circular [ ] − [ ] _ . ; − C conjugado N m _ ; F força N [ ] [ ] − − _ ; _ _ _ ; m massa g J momento de inercia g     − m _ ; a aceleração α −   rad _ _ ;   2 aceleração angular s     2 s   − m _ V velocidade       − rad s _ _ W velocidade angular     [ ] s − _ ; t tempo s [ ] − ; − t tempo s _[ ] d distância m θ − _ _[ ] deslocamento angular rad

  6. Equivalência entre movimento retilíneo e movimento circular (rotativo): Equações do movimento retilíneo Equações do movimento circular  C F α = = a m J π  2 d f = = v w   − t − t w w v v = = 0 0 t t α a

  7. Lei de Faraday / Lens  ∫ ϕ = ⋅ B dA ∂ ϕ = − ∂ e t

  10. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO: PARTES: Carcaça;  1 ESTATOR Núcleo de Chapas;  Enrolamento Trifásico. 

  11. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO: PARTES: Eixo; 2  ROTOR Núcleo de Chapas;  Barras e anéis de curto. 

  12. MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO: PARTES: Rolamentos; Tampas;   3 OUTRAS PARTES Placa de Identificação; Ventilador;   Defletora, etc. Caixa de ligação;  

  14. O motor de indução tem conjugado igual a zero à velocidade síncrona. Relação entre Conjugado e Potência

  15. Categoria N: Conjugado de partida normal, corrente de partida normal; baixo escorregamento. Conjugado de partida alto, Categoria H: corrente de partida normal; baixo escorregamento. Conjugado de partida alto, Categoria D: corrente de partida normal; alto escorregamento ( mais de 5%).

  16. Valores de conjugados Categorias N

  17. Valores de conjugados Categorias H

  18. Conjugado de aceleração É o conjugado necessário para acelerar a maquina a velocidade nominal = − C C C R MOTOR CARGA C α = R J ω = ω + α ⋅ t 0

  19. Categoria N: Conjugado de partida normal, corrente de partida normal; baixo escorregamento. Conjugado de partida alto, Categoria H: corrente de partida normal; baixo escorregamento. Conjugado de partida alto, Categoria D: corrente de partida normal; alto escorregamento ( mais de 5%).

  21. De acordo com a norma NBR 7094/96, TENSÃO ( p.u. ) as regiões de tolerâncias da tensão e 1,10 frequência são classificadas como zona “A” e zona “B”. 1,05 “A” 0,95 0,98 1,02 1,03 FREQUÊNCIA ( p.u. ) NOMINAL 0,95 ZONA “ A ” “B” ZONA “ B ” 0,90

  22. TENSÃO ( p.u. ) 1,10 “A” 0,95 0,98 1,02 1,03 FREQUÊNCIA ( p.u. ) 0,95 “B”  Desempenhar sua função principal continuamente (assegurar o seu 0,90 conjugado nominal);  Desvios em suas características de desempenho à tensão e Zona “A” frequências nominais (rendimento, fator de potência, etc.);  Elevações de temperatura superiores àquelas a tensão e frequência nominais (podem exceder em aproximadamente 10K os limites especificados pela norma);

  23. TENSÃO ( p.u. ) 1,10 “A” 0,95 0,98 1,02 1,03 FREQUÊNCIA ( p.u. ) 0,95 “B” 0,90  Desempenhar sua função principal (assegurar o seu conjugado nominal);  Desvios em suas características de desempenho, à tensão e frequência Zona “B” nominais, superiores àqueles da zona A  Elevações de temperatura superiores àquelas a tensão e frequência nominais e superiores às da zona “A”;

  24. Baixa Tensão: 220, 380, 440, 660 V Média Tensão: 2.300, 3.300, 4.160, 6.600, 13.800 V TENSÕES USUAIS:

  25. LIGAÇÕES: Estrela – Triângulo Segunda tensão √ 3 vezes maior que a primeira; Tensões: 220/380 V, 380/660 V, 440/760 V - Cabos: 6 ( seis ) Série - Paralela Cada fase é dividida em 2 partes; Segunda tensão é o dobro da primeira; Tensões: 220/440 V e 230/460 V Cabos: 9 ( nove ) Tripla Tensão Nominal Tensões: 220/380/440/760 V Cabos: 12 ( doze )

  27. REGIMES DE SERVIÇO MAIS IMPORTANTES:  Regime S1 : Regime contínuo tn Carga Perdas Elétricas θ máx Temperatura Tempo

  28. REGIMES DE SERVIÇO MAIS IMPORTANTES:  Regime S2 : Funcionamento a carga constante durante um período inferior ao tempo necessário para atingir o equilíbrio térmico. tn S2 60 min Carga S2 30 min Perdas Elétricas θ máx Temperatura Tempo

  29. REGIMES DE SERVIÇO MAIS IMPORTANTES:  Regime S3 : Sequência de ciclos idênticos, sendo um período a carga constante e um período de repouso. O ciclo é tal que a corrente de partida não afeta significativamente a elevação de temperatura. Duração do ciclo tn tr S3 25% ED Carga S3 40% ED Perdas Elétricas θ máx Temperatura Tempo

  30. REGIMES DE SERVIÇO MAIS IMPORTANTES:  Regime S4 : Sequência de ciclos idênticos, sendo um período de partida, um período a carga constante e um período de repouso. O calor gerado na partida é suficientemente grande para afetar o ciclo seguinte. Duração do ciclo Carga td tn tr S4 40% ED Perdas Elétricas θ máx Temperatura Tempo

  31. POTÊNCIA EQUIVALENTE PARA CARGAS DE “ PEQUENA INÉRCIA “: P (cv) P4 P2 Pn P1 P3 t1 t2 t3 t4 tn t (s) 2 2 + + P . t ......... P . t = 1 1 n n Peq + + t .. . ...... t 1 n

  32. RENDIMENTO: Tolerâncias de Norma ( NBR 7094/1996 ) Tolerâncias no Rendimento ( η ) Rendimento Tolerância η ≥ -0,20 ( 1 - η ) 0,851 η -0,15 ( 1 - η ) < 0,851

  33. FATOR DE POTÊNCIA: Conforme Portaria do DNAEE (1569 - 23 de dezembro de 1993) cos ϕ ≥ 0,92;   medição hora-sazonal;  Faturamento da energia reativa capacitiva excedente; Correção: Utilização de Bancos de Capacitores VELOCIDADE NOMINAL: É a velocidade (rpm) do motor funcionando à potência nominal, sob tensão e frequência nominais ( depende do escorregamento )

  34. CORRENTE NOMINAL: É a corrente que o motor absorve da rede quando funcionando à potência nominal, sob tensão e frequência nominais. FATOR DE SERVIÇO (FS): É o fator que aplicado à potência nominal, indica a carga permissível que pode ser aplicada continuamente ao motor, sob condições especificadas. OBS.: Por norma, um motor trabalhando no fator de serviço, terá o limite de temperatura da classe do isolante acrescido de até 10ºC.

  36. CONDIÇÕES NORMAIS DE OPERAÇÃO: De acordo com a norma NBR 7094: Altitude ≤ 1000 m;  Temperatura ≤ 40 ºC;   Atmosfera limpa

  37. INFLUÊNCIA DA ALTITUDE: AR + RAREFEITO A potência útil fornecida pelo motor reduz com o aumento da altitude.

  38. Classe de Isolação As normas nacionais e internacionais classificam os materiais em cinco classes de isolação: A, E, B, F e H,

  39. FATOR DE MULTIPLICAÇÃO DA POTÊNCIA ÚTIL EM FUNÇÃO DA TEMPERATURA AMBIENTE ( T ) EM “ ºC ” E DA ALTITUDE (H ) EM “m” : T/ H 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 10 - - - - - - 1,05 15 - - - - - 1,05 0,99 20 - - - - 1,05 0,99 0,93 25 - - - 1,05 0,98 0,93 0,88 30 - - 1,04 0,97 0,92 0,87 0,82 35 - 1,02 0,96 0,91 0,86 0,81 0,77 40 1,00 0,94 0,89 0,85 0,80 0,76 0,72 45 0,92 0,87 0,83 0,78 0,74 0,70 0,67 50 0,85 0,80 0,76 0,72 0,68 0,65 0,62 55 0,77 0,74 0,70 0,66 0,63 0,60 0,57 60 0,71 0,67 0,64 0,60 0,57 0,55 0,52

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