2015/2
Universidade Federal de São João de Rei
Curso de graduação em Engenharia Elétrica
Máquinas Elétricas I
Entendimento Sistêmico
O que são as máquinas elétricas?
Onde elas estão inseridas?
Quais os tipos de máquinas iremos estudar?
Qual a função das máquinas
elétricas?
Máquinas Elétricas I – Prof. Marco Túlio
Entendimento Sistêmico
“energia é aquilo que permite uma mudança na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste a esta mudança” James Clerk Maxwell (1831-1879)
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Entendimento Sistêmico
Unidade Símbolo Equivalência (J)
Joule J 1
Caloria cal 4,187
Quilowatt/hora kW/h 3,6x106
British Termal Unit BTU 1,055x103
Tonelada equivalente de petróleo Tep 41,87x109
Unidades de energia
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Entendimento Sistêmico
Unidade Símbolo Equivalência (W)
Watt W 1
Cavalo vapor CV 735,5
Horsepower HP 745,7
Unidades de potência
De onde vem a energia que utilizamos?
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Entendimento Sistêmico
Fontes primárias
Fontes não renováveis (formação muito mais lenta que sua utilização)
Petróleo e derivados, Gás natural, Carvão mineral, Urânio, etc.
Fontes renováveis (recompostas em curto espaço de tempo)
Biomassa, Hidráulica, Solar, Eólica, Marés, etc.
Como usar a energia?
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Entendimento Sistêmico
Conversores de energia
Mecanismos naturais ou produzidos
Transformam a energia de uma forma para outra
Qual tipo de conversão de energia estamos “interessados”?
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Entendimento Sistêmico
Conversão eletromecânica!
MÁQUINAS ELÉTRICAS!!!
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Entendimento Sistêmico
Geração Energia
Mecânica Energia
Elétrica
Gerador
Elétrico
Perdas
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Entendimento Sistêmico
Matriz energética do Brasil - 2014
Fonte: BEN 2015 – EPE
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Entendimento Sistêmico
Matriz energética do Brasil - 2014
Fonte: BEN 2015 – EPE
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Entendimento Sistêmico
Matriz energética do Brasil - 2014
Fonte: BEN 2015 – EPE
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Entendimento Sistêmico
Geração de energia elétrica
Itaipu: 20 unidades geradoras: 10 em 50 Hz 10 em 60 Hz Potência nominal: 700 MW (Total de 14000 MW) Tensão nominal: 18 kV Número de polos: 50 Hz – 66 60 Hz – 78 Peça mais pesada: Rotor – 1760 toneladas
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Entendimento Sistêmico
Matriz elétrica
Fonte: BEN 2015 – EPE
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Entendimento Sistêmico
Necessidade de converter a energia elétrica gerada
Qual dispositivo realiza essa conversão?
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Entendimento Sistêmico
Energia
Elétrica Energia
Mecânica
Motor
Elétrico
Perdas
Presente em praticamente todas as instalações industriais, comerciais e residenciais.
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Entendimento Sistêmico
Grande parte da energia elétrica consumida nas indústrias é convertida em energia mecânica (cerca de 70 a 80%)
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Entendimento Sistêmico
Evoluções tecnológicas (materiais e isolantes), permitiram grandes avanços nos projetos dos motores (tamanho, rendimento, custo).
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Entendimento Sistêmico
Atualmente, existe uma infinidade de motores elétricos projetados para diferentes tipos de aplicações. O processo de especificação de um motor elétrico corresponde à escolha de um motor disponível que possa atender a pelo menos três requisitos do consumidor: • Característica da rede de alimentação (tensão,
frequência, equilíbrio)
• Características do ambiente (altitude, temperatura, agressividade)
• Características da carga acionada (potência, rotação, esforços mecânicos, configuração física, conjugados requeridos)
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Entendimento Sistêmico
Assíncrona Síncrona
Máquina CA
Classificação das máquinas
Rotor bobinado Gaiola
Maior parte dos motores atuais são assíncronos MOTOR DE INDUÇÃO
Máquina CC
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Entendimento Sistêmico
Motor de indução Facilidade na construção e manutenção (rotor em gaiola) Alta durabilidade Larga faixa de rotações Alto rendimento Robustez estrutural Vários fabricantes
Controle complexo Baixo fator de potência Baixa eficiência em cargas leves
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