Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Última Aula...

Processo de Conversão de Energia

Conceitos de Máquinas Elétricas

Trabalho, Energia e Potência

Força em Máquinas Elétricas
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética
Conversão Eletromagnética

Máquinas Elétricas ( CC, Síncrona e Indução) são usadas
extensivamente para conversão eletromecânica de
energia.

Nesses tipos de máquinas, a conversão da energia elétrica
para a mecânica, ou vice-versa, resulta dos seguintes
fenômenos eletromagnéticos:


Quando um condutor se move em um campo magnético, uma
tensão será induzida no condutor.
Quando um condutor conduzindo corrente é introduzido em
um campo magnético, o condutor sofre uma força mecânica.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética

Leis fundamentais


Tanto as máquinas de CC quanto as máquinas de CA, operam
segundo os mesmos princípios básicos.
O comportamento destas máquinas é governado por algumas
leis fundamentais:





Lei da indução de Faraday
Leis de Kirchhoff
Lei de Ampère
Lei da força sobre um condutor em um campo magnético (Lei de BiotSavart)
Lei de Lenz
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética

Lei de Indução de Faraday

Diz que surgirá uma tensão induzida quando um condutor se
movimentar em um campo magnético.
d
e
dt
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética

Lei de Indução de Faraday

Se um condutor de comprimento l se move com uma
velocidade v em um campo magnético B, a tensão induzida no
condutor pode ser dada por:
e  Blv

A polaridade da tensão pode ser deduzida através da “regra da
mão direita”.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética

Lei da Indução de Faraday

Exemplo

Um condutor de 25 cm de comprimento move-se com a velocidade
de 40 cm/s perpendicularmente a um fluxo magnético cuja indução
média é de 0,9 Wb/m2. Determinar a tensão instantânea gerada.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Conversão Eletromagnética

Lei de Biot-Savart

A força produzida em um condutor que conduz corrente
elétrica imerso em um campo magnético é dado por:
f  Bli
Figuras extraídas de [4]
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica de uma Máquina Elétrica
Estrutura Básica

A estrutura de uma máquina elétrica tem dois grandes
componentes:




Estator: parte da máquina que não se move e normalmente é a
estrutura externa de uma máquina.
Rotor: parte da máquina que se movimenta livremente e
normalmente é a estrutura interna de uma máquina.
Tanto o estator quanto o rotor são feitos de material
ferromagnético ( aço elétrico).
O uso desse tipo material maximiza o acoplamento
magnético entre as bobinas da máquina.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica
Máquina Cilíndrica
(Rotor de pólos lisos ou não-salientes)
Máquina Pólos Salientes
(Rotor de pólos salientes)
Figuras extraídas de [4]
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica

Os condutores alocados nas ranhuras do estator e rotor
são interconectados para formarem enrolamentos.

Os enrolamentos nos quais a tensão é induzida é
chamado de enrolamento de armadura.

Já os enrolamentos que passa uma corrente elétrica para
produzir uma fonte de fluxo primário na máquina é
chamado de enrolamento de campo.

Imãs permanentes também são utilizados
produzirem o fluxo principal em uma máquina.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
para
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica

Em geral, o termo enrolamento de armadura de uma
máquina rotativa se refere a um enrolamento que conduz
corrente alternada.



Máquinas síncronas e de indução, os enrolamentos de
armadura se alojam na parte estacionária do máquina.
Sendo assim, também chamados de enrolamentos de estator.
Em uma máquina CC o enrolamento de armadura
encontra-se na parte rotativa da máquina.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica

Em geral, máquinas CC e máquinas síncronas possuem
um segundo grupo de enrolamento.

Enrolamento esse que é usado para produzir o fluxo
principal da máquina.

A esse enrolamento chamamos de enrolamento de
campo.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica

Na máquina CC


O enrolamento de campo se encontra no estator
Na máquina síncrona


O enrolamento de campo se encontra no rotor.
A corrente nesse caso deve ser fornecida ao enrolamento de
campo por meio de um contato mecânico rotativo.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Estrutura Básica – Anéis Coletores
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
Correntes Parasitas

Corrente de Foucault (ou ainda corrente parasita) é
o nome dado à corrente induzida em um condutor
quando o fluxo magnético através de uma amostra
razoavelmente grande de material condutor varia.

Para minimizar os efeitos dessa corrente, a estrutura da
armadura é feita tipicamente de chapas delgadas de aço
elétrico isoladas entre si.
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete
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] Sen, P. C.; “Principles of Electric Machines and Power Electronics”, 2ª ed.,
John Wiley & Sons, 1997.
[5]
Artigo
sobre
motor
elétrico
disponível
http://pt.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9trico
Máquinas Elétricas I
Prof.: Samuel Bettoni
Aula 2
na
Wikipédia.
Centro de Ensino Superior – Conselheiro Lafaiete