7.4 Explique o conceito de graus elétricos. Como o ângulo elétrico da tensão de um condutor de rotor está relacionado com o ângulo mecânico do eixo da máquina?
Passo 1
O enunciado pede para explicar o que são graus elétricos e como o ângulo elétrico de tensão num condutor do rotor se relaciona com o ângulo mecânico do eixo da máquina. O conteúdo envolve máquinas elétricas síncronas ou de indução e a conversão entre a posição mecânica do rotor (em graus mecânicos) e a posição elétrica (em graus elétricos).
Passo 2
Graus elétricos são uma medida angular que conta o avanço da forma de onda senoidal de tensão ou corrente. Uma volta completa de
elétricos corresponde a um ciclo completo de sinal (ou seja, uma oscilação senoidal completa,
rad). Isso independe do movimento físico do rotor.
Passo 3
Graus mecânicos medem a rotação física do eixo do rotor. Uma volta completa do eixo corresponde a
mecânicos. Se a máquina tiver
pares de polos, cada rotação mecânica faz com que os enrolamentos vejam
ciclos elétricos.
Passo 4
A relação entre ângulo elétrico
e ângulo mecânico
é
Aqui,
e
devem estar na mesma unidade (por ex., graus). Isso significa que, para cada
mecânicos, o circuito elétrico “avança”
elétricos.
Passo 5
No caso da tensão em um condutor de rotor, o ângulo elétrico da tensão induzida naquele condutor é exatamente
. Como o rotor gira mecanicamente
, o condutor experimenta um deslocamento de fase na tensão proporcional a
.
Resposta
Graus elétricos contam ciclos de sinal senoidal, onde
elétricos
ciclo. A relação com o ângulo mecânico do rotor é
sendo
o número de pares de polos da máquina.