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Máquinas Elétricas
Prof.: Samuel Bettoni
Dados Iniciais Prof. Samuel Bettoni
Formação: Graduação em Engenharia Elétrica; Especialização em Engenharia de Segurança do
Trabalho; Mestrado em Engenharia Elétrica, área Robótica.
Email: sambettoni@yahoo.com.br
Máquinas Elétricas IProf.: Samuel Bettoni
Centro de Ensino Superior – Conselheiro LafaieteAula 1
Dados do Curso
Disciplina: Máquinas Elétricas I Carga horária: 80 horas-aula Aulas: Terças e Quartas, 20:50 –
22:30 h
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Objetivos Entender os aspectos
físicos e matemáticos das máquinas de corrente contínua e das máquinas síncronas.
Analisar o princípio de funcionamento dos motores CC.
Estudar o funcionamento e aplicação de motores síncronos.
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Ementa Máquinas de Corrente Contínua
Princípios de funcionamento; Enrolamentos do circuito de armadura; Tensão de armadura e conjugado desenvolvido; Classificação dos motores CC; Motor com excitação independente; Métodos de partida e de controle de velocidade.
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Ementa Máquinas síncronas:
princípios de funcionamento, enrolamentos, aspectos físicos das máquinas síncronas;
diagramas vetoriais, influência da carga sobre o estado de magnetização da máquina;
diagramas fasoriais; circuito elétrico equivalente; curvas características do motor e do gerador de
pólos lisos e de pólos salientes; geradores interligados.
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Critérios de Avaliação 1ª Avaliação: 60 ptos
30 ptos – 2 provas teóricas ( 15 ptos cada uma) 27/03 – 1ª prova 15/05 – 2ª prova
30 ptos – Trabalhos / Relatórios
2ª Avaliação: 40 ptos
40 ptos – prova finalMáquinas Elétricas IProf.: Samuel Bettoni
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CalendárioMáquinas Elétricas I
Semana Dia Aula Semana Dia Aula
1 07/fev 1 - Introdução 11 18/abr 20
1 08/fev 2 12 24/abr 21
2 14/fev 3 12 25/abr 22
2 15/fev 4 13 01/mai Feriado
3 21/fev Carnaval 13 02/mai 23
3 22/fev Carnaval 14 08/mai 24
4 28/fev 5 14 09/mai 25
4 29/fev 6 15 15/mai 26 - Prova 2
5 06/mar 7 15 16/mai 27
5 07/mar 8 16 22/mai 28
6 13/mar 9 16 23/mai 29
6 14/mar 10 17 29/mai 30
7 20/mar 11 17 30/mai 31
7 21/mar 12 18 05/jun 32
8 27/mar 13 - Prova 1 18 06/jun 33
8 28/mar 14 19 12/jun 34
9 03/abr 15 19 13/jun 35
9 04/abr 16 20 19/jun 36
10 10/abr 17 20 20/jun 37
10 11/abr 18 21 26/jun 38
11 17/abr 19 21 27/jun 39
Quantidade de Aulas: 39Quantidade de Aulas Teóricas: 29Quantidade de Aulas Práticas: 10
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Bibliografia Del Toro, V.; Fundamentos de Máquinas
Elétricas; Prentice-Hall; 1994.
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Bibliografia Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr, C.; Kusko, A.;
Máquinas Elétricas; Bookman; 2006.
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Bibliografia Kosov, Irving L.; Máquinas Elétricas e
Transformadores; Globo; 2005.
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Bibliografia Complementar Carvalho, Geraldo; Máquinas Elétricas -
Teoria e Ensaios; Érica; 2007.
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Um pouco de História...
Um pouco de História[4]
Tudo começou com o grego Tales de Mileto, em 41 a.C., ao esfregar um pedaço de resina fóssil em um pano, a resina passou a atrair pequenos corpos.
Depois de muito tempo, o cientista inglês William Gilbert, descobriu que muitos outros materiais poderiam atrair se fossem friccionados.
A partir daí muitos inventos surgiram...
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Um pouco de História[4]
A primeira máquina eletrostática foi construída em 1663 pelo alemão Otto von Guericke.
Em 1820, o físico dinamarquês Hans Christian Oersted, ao fazer experiências com correntes elétricas, verificou que a agulha magnética de uma bússola era desviada de sua posição norte-sul quando esta passava perto de um condutor no qual circulava corrente elétrica.
Isso permitiu a Oersted reconhecer a ligação entre o magnetismo e a eletricidade.
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Um pouco de História[4]
O francês André Marie Ampère, em 1821, um ano depois da conclusão de Oersted, complementou o experimento criando a que chamamos de “lei da mão direita”.
O professor de física Moritz Hermann von Jacobi obteve sucesso ao criar um motor elétrico e aplicou em um bote.
O ano de 1886 pode ser considerado, como o ano de nascimento da máquina elétrica, pois foi nesta data que o cientista alemão Werner von Siemens inventou o primeiro gerador de corrente contínua auto-induzido.
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Introdução às Máquinas Elétricas
Conversão Eletromecânica
Processo de Conversão
Eletromecânica de Energia
Campo Elétrico
Campo Magnético
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Conversão Eletromecânica
Processo de Conversão
Eletromecânica de Energia
Campo Elétrico
Campo Magnético
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Conversão Eletromecânica
Máquina Elétrica: Troca de energia entre um sistema mecânico
(elétrico) e um sistema elétrico (mecânico) através de um acoplamento magnético.
Sistema Mecânico (Elétrico)
Conversão Eletromagnética de
Energia
Sistema Elétrico
(Mecânico)
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Máquinas Elétricas
Sistema Mecânico
Conversão Eletromagnética de
Energia
Sistema Elétrico
As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem:
Energia Mecânica – Energia Elétrica
Geradores CC/CA (Máquinas Rotativas)
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Máquinas Elétricas
Sistema Elétrico
Conversão Eletromagnética de
Energia
Sistema Mecânico
As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem:
Energia Elétrica – Energia Mecânica
Motores CC/CA (Máquinas Rotativas)
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Máquinas Elétricas
Sistema Elétrico
Conversão Eletromagnética de
Energia
Sistema Elétrico
As Máquinas Elétricas são classificadas quanto à função (conversão de energia) que exercem:
Energia Elétrica – Energia Elétrica
Transformadores (Máquinas Estáticas)
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Máquinas Elétricas
Conversão Eletromecân
ica de Energia
Campo Elétrico
Campo Magnéti
co
Máquina
Elétrica
Máquinas
Estáticas
Máquinas
Rotativas
Corrente Alternad
a
Corrente
Continua
Máquina
Síncrona
Gerador CC
Motor de Corrente Contínua
Máquina de
Indução
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Máquinas Elétricas
Conversão Eletromecân
ica de Energia
Campo Elétrico
Campo Magnéti
co
Máquina
Elétrica
Máquinas
Estáticas
Máquinas
Rotativas
Corrente Alternad
a
Corrente
Continua
Máquina
Síncrona
Gerador CC
Motor de Corrente Contínua
Máquina de
Indução
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Revisão – Conceitos Básicos
Revisão – Conceitos Básicos Trabalho de uma força é a sua componente,
na direção do movimento, multiplicado pela distância percorrida.
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Revisão – Conceitos Básicos Energia – capacidade de um sistema realizar
trabalho. Unidade: 1J (Joule) = 1 W.s (Watt.segundo)
Energia Elétrica: 1 kWh = 3,6.106 J
Energia Mecânica: Energia cinética Energia potencial
Energia térmica: 1 cal (caloria) = 4,186 J
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Revisão Potência – taxa de variação do trabalho
executado
Unidade: 1 W = 1 J/s 1 hp (horse-power) = 745,7 W 1 cv (cavalo-vapor) = 735,3 W
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Eficiência
Entrada SISTEMA Saída
Perdas
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Caracterização das Perdas Perdas
Dissipada em forma de calor: Perdas mecânicas por atrito; Perdas magnéticas (histeres e correntes de Foucault); Perdas joulicas;
Perdas dielétricas; Perdas utilizadas para ventilação;
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Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Interação de campos elétricos ou entre
campos magnéticos
Interação entre campos e materiais Magnetostrição Piezoelétrico
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Força (Conjugado) em Máquinas Elétricas Armazenamento em campos magnéticos
Máxima indução = 1 Tesla;
Armazenamento em campos elétricosMáximo campo elétrico = 3000 kV/m;
10000ele
mag
W
W
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Motor de Corrente Contínua Introdução
Alimentado por corrente contínua;
Necessidade de controle de velocidade mantendo um torque considerável;
Caracterizam-se por sua versatilidade, através das combinações de enrolamentos de campo: Derivação Série Independente
Podem ser utilizados tanto para motor quanto como gerador.
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Motor de Corrente Contínua Aplicações:
Guinchos e guindastes;
Veículos de tração;
Prensas;
Elevadores;
Etc.
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Motor de Corrente Contínua Partes componentes de uma máquina CC:
Estator (enrolamento de campo): nome dado à parte fixa do motor, onde as bobinas estão prontas para receber corrente contínua e produzir um campo magnético fixo;
Rotor (enrolamento de armadura): nome dado à parte móvel do motor, que também recebe corrente contínua e produz campo magnético;
Comutador: garante que a corrente que circula nas bobinas da armadura seja sempre no mesmo sentido;
Escovas: feitas de liga de carbono, e estão em constante atrito com o comutador, sendo responsáveis pelo contato elétrico da parte fixa do motor com a parte móvel.
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Motor de Corrente Contínua [3]
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Referências Bibliográficas[1] Fitzgerald, A. E.; Kingsley Jr., C.; Umans, S. D.; “Máquinas
Elétricas”, 6ª ed., Bookman, 2006.
[2] Nascimento Jr., G. C.; “Máquinas Elétricas – Teoria e Ensaios”, 4ª ed., Ed. Érica, 2011.
[3] Notas de Aula da Disciplina “Elementos de Máquinas e Motores”, Prof. Pedro Ornelas, Universidade Federal da Bahia, UFBA, 2000. {http://www.eletronica.org/arquivos/MotoresCC.pdf}
[4] Artigo sobre motor elétrico disponível na Wikipédia. http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico
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