APRESENTAÇÃO DE FREIOS ELETROMAGNÉTICOS

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO CENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

FREIOS ELETROMAGNÉTICOS

ELEMENTOS DE MÁQUINAS  JOSÉ do MARIA Clique para editar o estilo subtítulo mestre

AURELIANO JOSÉ FERREIRA DAMACENA GEORFRED HELES PEREIRA DA SILVA MARCOS DIEGO A. C. PAES THIAGO QUIRINO ALVES RECIFE 2012

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SUMÁRIO •

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INTRODUÇÃO FUNDAMENTAÇÃO FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA TEÓRICA PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DIMENSIONAMENTO APLICAÇÕES EXEMPLOS VANTAGENS E LIMITAÇÕES CONCLUSÃO 2/5/13

INTRODUÇÃO •

Nos veículos comuns, o princípio da frenagem envolve conversão de energia cinética em energia térmica. Os freios podem ser solicitados por um período de tempo prolongado em algumas aplicações como no caso de veículos pesados em alta velocidade freando em grandes declives. Necessitam, assim, de um mecanismo para manter a absorção 2/5/13 de calor por longos intervalos de

INTRODUÇÃO •

Freio eletromagnético é um tipo de freio que utiliza as interações eletromagnéticas entre um sistema em movimento e um sistema em repouso para dissipar energia e consequentemente reduzir a energia total do sistema. É um conjunto autofrenante alimentado por tensão elétrica trifásica. Dentro de variada gama de aplicações em sistemas 2/5/13 eletromecânicos, destaca-se em

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

MAGNETISMO  –

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Magnetismo é o fenômeno físico que consiste nas forças de atração e repulsão exercidas por certos metais devido à presença de cargas elétricas em movimento.

ÍMÃS

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

CAMPO MAGNÉTICO  –

É uma região do espaço onde se manifesta o magnetismo através das chamadas ações magnéticas.

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

FLUXO MAGNÉTICO





φ  =  B ⋅ A =  B ⋅ A cos θ  2/5/13

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

FORÇA MAGNÉTICA ATUANDO NUMA CARGA SE MOVENDO NUM CAMPO MAGNÉTICO CONSTANTE 

 F  B

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

=



qv × B

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

INDUÇÃO MAGNÉTICA

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

LEI DE LENZ  –

Quando um ímã se aproxima de uma espira, surge uma corrente induzida sobre ela. Essa corrente faz surgir um campo magnético que tem sentido oposto ao campo magnético do ímã.

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FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA •

CORRENTES DE FOUCAULT  –

Correntes de Foucault são correntes elétricas que aparecem em massas metálicas, como consequência da variação do fluxo que as atravessa. Recebem o nome também de “correntes parasitas”. Campo variável

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PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO •

O princípio de funcionamento dos freios eletromagnéticos é baseado na criação de correntes de Foucault dentro de um disco de metal rotacionando entre dois eletroímãs, que geram uma força magnética oposta à rotação do disco. Princípios magnéticos Ø

Força magnética Ø

Perdas efeito Joule 2/5/13 Ø

por

DIMENSIONAMENTO •

Para o dimensionamento de um sistema de freio eletromagnético deveremos levar em consideração o momento de frenagem estático e dinâmico suficiente para parar o movimento.  –

O freio eletromagnético tem que vencer uma carga imposta pelo eixo a ele acoplado

 M  R

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=  M  E  +

M  D

DIMENSIONAMENTO •

CURVA CONJUGADO x ROTAÇÃO

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DIMENSIONAMENTO •

EXEMPLO DE FREIOS ELETROMAGNÉTICOS COMERCIAIS (Grupo VORAX) A figura ao lado, obtida de um catálogo do Grupo VORAX, sugere o tipo de freio quando usado com motores de anéis em Pontes Rolantes 2/5/13

DIMENSIONAMENTO

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DIMENSIONAMENTO

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APLICAÇÕES •

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 Trens Carretilhas de pesca Bicicletas ergométricas Grandes guindastes Empilhadeiras Cadeiras de roda  Trens de pouso 2/5/13

EXEMPLOS

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VÍDEO

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VANTAGENS

Sensibilidade muito alta

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 Torque residual muito baixo •

LIMITAÇÕES

Preço do equipamento mais elevado que com freios hidráulicos. •

Para os casos em que a força magnética é utilizada para Facilidade em se comandar o fechar o freio, a força de freio a distância, podendo ser travagem diminui à medida ativado à vontade através de que diminui a velocidade, sem capacidade de manter a um sinal elétrico. carga na posição "parado". Opera a qualquer velocidade A infraestrutura deve ser de rotação. adaptada a esse tipo de freio. Não são mecânicos, não contam com partes móveis.

Pequena inércia do rotor

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2/5/13 Baixo custo de manutenção.

CONCLUSÃO Com este trabalho pôde-se aprender mais sobre os freios eletromagnéticos e toda a teoria por trás deles, tendo em foco seu funcionamento, aplicações, capacidade de frenagem, bem como as vantagens e desvantagens do seu uso. Constatou-se que esses freios, apesar de caros, vêm sendo cada vez mais usados na indústria, 2/5/13

REFERÊNCIAS

Characteristic Analysis of Eddy Current Brake System Usingthe Linear Halbach Array-SeokMyeong Jang, 2/5/13

OBRIGADO!

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