Download - APRESENTAÇÃO DE FREIOS ELETROMAGNÉTICOS
FREIOS ELETROMAGNÉTICOSELEMENTOS DE MÁQUINAS
JOSÉ MARIA
UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCOCENTRO DE TECNOLOGIA E GEOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA
AURELIANO JOSÉ FERREIRA DAMACENAGEORFRED
HELES PEREIRA DA SILVAMARCOS DIEGO A. C. PAESTHIAGO QUIRINO ALVES
RECIFE 2012
SUMÁRIO
• INTRODUÇÃO• FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA• PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO• DIMENSIONAMENTO• APLICAÇÕES• EXEMPLOS• VANTAGENS E LIMITAÇÕES• CONCLUSÃO• REFERÊNCIAS
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 de calor por longos intervalos de tempo.
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 auto-frenante alimentado por tensão elétrica trifásica. Dentro de variada gama de aplicações em sistemas eletromecânicos, destaca-se em situações quando exige parada de qualquer movimento, de modo instantâneo ou com leve deslizamento.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
• MAGNETISMO– 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
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
• CAMPO MAGNÉTICO– É uma região do espaço onde se manifesta o
magnetismo através das chamadas ações magnéticas.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
• FLUXO MAGNÉTICO
cosABAB
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA• FORÇA MAGNÉTICA ATUANDO NUMA CARGA SE MOVENDO NUM
CAMPO MAGNÉTICO CONSTANTE
BvqFB
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
• INDUÇÃO MAGNÉTICA
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.
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
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
Força magnética
Perdas por efeito Joule
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
DER MMM
DIMENSIONAMENTO
• CURVA CONJUGADO x ROTAÇÃO
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
DIMENSIONAMENTO
DIMENSIONAMENTO
APLICAÇÕES
• Trens• Carretilhas de pesca• Bicicletas ergométricas• Grandes guindastes• Empilhadeiras• Cadeiras de roda• Trens de pouso
EXEMPLOS
VÍDEO
VANTAGENS
•Sensibilidade muito alta
•Torque residual muito baixo
•Pequena inércia do rotor
•Facilidade em se comandar o freio a distância, podendo ser ativado à vontade através de um sinal elétrico.
•Opera a qualquer velocidade de rotação.
•Não são mecânicos, não contam com partes móveis.
•Baixo custo de manutenção.
LIMITAÇÕES
•Preço do equipamento mais elevado que com freios hidráulicos.
•Para os casos em que a força magnética é utilizada para fechar o freio, a força de travagem diminui à medida que diminui a velocidade, sem capacidade de manter a carga na posição "parado".
•A infraestrutura deve ser adaptada a esse tipo de freio.
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, principalmente em máquinas pesadas e eles possuem vantagens interessantes o bastante para que inovações, estudos e novas utilizações surjam a todo momento em diversas aplicações.
REFERÊNCIASCharacteristic Analysis of Eddy - Current Brake System Usingthe Linear Halbach Array-Seok-Myeong Jang, Member, IEEE, Sung-Ho Lee, and Sang-Sub Jeong IEEE transactions on magnetics, vol. 38, no. 5,september 2002
Ming, Qian - Sliding Mode Controller Design for ABS System. Dissertation, 1997
Levin, Yan; da Silveira, Fernando L.; Rizzato, Felipe B. Electromagnetic braking: A simple quantitative model - Am. J. Phys., Vol. 74, No. 9, September 2006
Halliday D., et al. Fundamentos de Física 3, Eletromagnetismo. 2001, 6 ed., v. 3.
http://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_brake - Acessado em 20/10/2012
http://www.pee.ufrj.br/teses/textocompleto/2005080101.pdf - Acessado em 21/10/2012
http://www.damec.ct.utfpr.edu.br/motores/downloads/KCapitulo%20X.pdf - Acessado em 23/10/2012
http://www.ifi.unicamp.br/~lunazzi/F530_F590_F690_F809_F895/F809/F809_sem2_2007/ReginaldoZ-Mauro_RF2.pdf - Acessado em 23/10/2012
http://ead.liberato.com.br/~mitza/prj09_eletro_3c.pdf - Acessado em 23/10/2012
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/handle/10183/33021/000788202.pdf?sequence=1 - Acessado em 25/10/2012
http://www.brasilescola.com/fisica/a-lei-lenz.htm - Acessado em 25/10/2012
OBRIGADO!