O que é um motor de histerese: construção, funcionamento e suas aplicações

O que é um motor de histerese: construção, funcionamento e suas aplicações

PARA motor é um dispositivo elétrico onde a entrada é dada na forma elétrica como corrente ou voltagem e a saída obtida está na forma mecânica como torque ou força. Os motores elétricos são classificados em dois tipos, a saber Motores DC como motores brushless e escovados e AC como motor AC síncrono e motor AC assíncrono. Os motores síncronos são classificados em dois tipos, como não excitado (relutância e histerese) e corrente contínua excitada. Os motores AC assíncronos são de indução e comutador. Um motor de histerese é uma subclassificação de motor síncrono, esses motores são usados ​​principalmente em um ambiente operacional silencioso com velocidade constante. Poucas das aplicações do motor de histerese são experiências de gravação e produção de som, como relógios elétricos, gravadores, toca-discos, etc.



O que é o motor de histerese?

Definição: Um motor de histerese funciona segundo o princípio de perdas por histerese (é uma perda ocorrida devido à magnetização e desmagnetização do material dependendo da direção do fluxo da corrente). Pode ser operado monofásico ou trifásico e em ambiente operacional silencioso, mantém velocidade constante. O torque gerado no motor é devido à histerese e corrente parasita que é induzida devido ao enrolamento do estator. Existem 4 tipos de motores de histerese que são


  • Tipo cilíndrico
  • Tipo de disco
  • Tipo de campo circunferencial
  • Tipo de campo axial

Característica de construção do motor de histerese

As partes principais do motor de histerese são o estator e o rotor, o estator é semelhante ao motor monofásico ou trifásico (usando enrolamento balanceado de três fases). Onde motor monofásico é classificado em dois tipos: tipo de pólo sombreado e tipo de capacidade dividida permanente.





  • A vantagem do motor do tipo polo sombreado é que ele ocupa menos área e requer menos custo, mas a desvantagem é que o torque gerado não é uniforme causando operação ruidosa.
  • Ao usar um rotor do tipo capacitivo dividido, é fornecida uma alimentação bifásica balanceada, que gera um torque uniforme com operação silenciosa. Mas a desvantagem disso é que ocupa mais área e o custo é alto.
Histerese-Motor

histerese-motor

O rotor é feito de material de histerese, contendo um número de anéis de histerese (feitos de cromo duro ou cobalto ou aço) que tem um grande ciclo de histerese. É usado para reduzir as perdas por correntes parasitas. Por ter um peso maior para superar essa desvantagem, usamos um material não magnético (também conhecido como aranha) de alumínio, que está presente na parte central do motor. A principal vantagem deste material não magnético é que ele torna mais leve o peso do rotor, melhorando a velocidade do motor e reduzindo o valor da inércia.



Princípio de funcionamento do motor de histerese

O motor de histerese parte como um motor de indução monofásico e opera como um motor síncrono, isso pode ser observado nas seguintes condições.

Princípio de trabalho

princípio de trabalho

Condição inicial

Quando uma alimentação CA é fornecida ao estator, um campo magnético é gerado nos enrolamentos principal e auxiliar do motor, sendo o campo magnético em rotação constante. Inicialmente, os rotores começam com torque de corrente parasita e, em seguida, alcançam o torque de histerese. Uma vez que atinge a sincronização, o estator faz o rotor em sincronismo onde o torque devido à corrente parasita é zero.


Condição de funcionamento em estado estacionário

Em condição de funcionamento em estado estacionário (ou síncrono ) o estator induz pólos no rotor, onde o efeito de histerese produzido no circuito fará com que o fluxo do rotor fique atrás do fluxo do estator em um ângulo α. Onde α é o ângulo entre os campos magnéticos do estator e do rotor (BS e BR). Assim, o rotor experimenta atração em direção ao estator em rotação, com um torque denominado torque de histerese, que não depende da velocidade do rotor (quanto maior o magnetismo residual, maior o torque de histerese). A presença de alta retentividade permite que o motor opere com velocidade síncrona ou opere normalmente.

Curva B-H

Curva B-H

Equação de Torque de Histerese no Motor de Histerese

A equação da corrente parasita é dada como

Pé= kéfdoisdoisBdois……… 1

Onde

paraé= constante

fdois= frequência da corrente parasita

B = densidade de fluxo

Nós sabemos isso fdois= sf1……….dois

S = escorregamento, f1 = frequência do estator

Portanto Pé= késdoisf1doisBdois.. …… ..3

A equação de torque é dada por

Ґé= pém / s ws…… .4

Ґé= k's ……… 5

Onde o torque é inversamente proporcional ao escorregamento, o que significa que conforme a velocidade do rotor aumenta, o valor do torque diminui e também se a velocidade do motor atinge a velocidade síncrona, o escorregamento e o torque tornam-se zero.

Onde k ’= kéf1doisBdois/ Cs= constante

Histerese, perda de potência e Ph no motor de histerese

A perda de histerese é dada por

Ph= khfdoisB1,6……… .6

Ou

Ph= khsf1B1,6… ..… .7

O torque devido à histerese é dado por

Ґh= ph/ s ws= khf1B1,6/ Cs= k ’’ = constante ……… ..8

Podemos observar a partir da equação acima que se o torque que se desenvolve devido à perda de histerese permanece constante até que o torque alcance o ponto de ruptura, e em velocidade síncrona, o torque torna-se zero.

Motor de histerese de pH

As perdas por histerese geradas no motor são diretamente proporcionais à área da seção transversal sob a curva de histerese. Onde essas perdas são dissipadas na forma de calor. As perdas podem ser derivadas das seguintes equações,

A energia dissipada no rotor é dada como

W = NsÉhh= perda de histerese por revolução) ……… 9

Onde a energia é dissipada na forma de calor, que é fornecida por

Ph= W / t = NsÉh/ 60 ………… 10

A potência mecânica que impulsiona o rotor é dada por

Ph= 2Π NsTh/ 60 …… 11

Ao igualar o poder que obtemos

2Π NsTh/ 60 = NsÉh/ 60 ……… 12

Th= torque exercido pelos rotores [N-m] Eh= energia de histerese.

Características de Torque-Velocidade do Motor de Histerese

A característica torque-velocidade do motor de histerese pode ser explicada usando o gráfico a seguir, onde o eixo x representa o torque e o eixo y representa a velocidade.

Torque-Velocidade-Característica-de-Histerese-Motor

torque-velocidade-característica-de-histerese-motor

  • O torque (partida e funcionamento) gerado neste motor é aproximadamente o mesmo.
  • O torque gerado pelo motor de histerese na velocidade síncrona é constante.
  • O rotor, o torque de partida e o torque de tração são iguais nesta condição. Conseqüentemente, o motor opera silenciosamente com velocidade constante.

Vantagens

A seguir estão os vantagens do motor de histerese

  • Ausência de vibrações mecânicas
  • Ele opera silenciosamente
  • Principalmente adequado para acelerar cargas de inércia

Desvantagens

A seguir estão os desvantagens do motor de histerese

  • A saída obtida é ¼ vezes do motor de indução
  • Tamanho pequeno
  • Torque é menor

Formulários

A seguir estão os aplicações do motor de histerese

FAQs

1). O que são perdas por histerese?

É uma perda ocorrida devido à magnetização e desmagnetização do material dependendo da direção do fluxo da corrente.

2). O que é motor Schrage?

Um motor Schrage é um motor comutador polifásico cujas características são shuntadas, onde o rotor possui dois enrolamentos, um conectado à alimentação e outro ao comutador.

3). O que causa a histerese?

É causada devido à magnetização e desmagnetização do material dependendo da direção do fluxo da corrente.

4). O que é um motor de relutância síncrona?

É um motor síncrono CA que converte energia elétrica em energia mecânica

5). Qual é o princípio do motor de histerese?

Um motor de histerese funciona segundo o princípio de perdas por histerese (é uma perda ocorrida devido à magnetização e desmagnetização do material dependendo da direção do fluxo da corrente).

Um motor é um dispositivo elétrico que converte energia elétrica em energia mecânica. Este artigo apresenta uma visão geral sobre motor de histerese síncrona que funciona no princípio da perda de histerese. O torque gerado permanece constante antes de atingir a velocidade síncrona e torna-se zero após atingir a velocidade síncrona. As perdas por histerese são a área abaixo da curva B-H. O torque (partida e funcionamento) gerado neste motor é aproximadamente o mesmo. A principal vantagem é que ele opera silenciosamente.