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Cursos Gerais ·
Máquinas Elétricas
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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS UNIPAM Exercício de fixação sobre fundamentos de máquinas CA Professor Victor Henrique da Cunha Faria Curso Engenharia Elétrica Turma 8º Período Disciplina Máquinas Elétricas Valor 15 pontos Aluno 1 A bobina de espira simples que está girando no campo magnético uniforme mostrado tem as seguintes características a Calcule a tensão etott induzida nessa espira girante b Qual é a frequência da tensão produzida na espira c Suponha que um resistor de 10 ohms seja ligado como carga nos terminais da espira Calcule a corrente que circulará no resistor d Calcule o valor e o sentido do conjugado induzido na espira nas condições de c 2 Um enrolamento trifásico de quatro polos ligado em Y está instalado em 24 ranhuras de um estator Há 40 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série O fluxo por polo na máquina é 0060 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1800 rpm a Qual é a frequência da tensão produzida nesse enrolamento b Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator 3 Uma máquina síncrona trifásica de dois polos ligada em Y e de 60 Hz tem um estator com 5000 espiras de fio por fase Que fluxo no rotor seria necessário para produzir uma tensão de terminal linha a linha de 132 kV 4 Nos primeiros tempos do desenvolvimento dos motores CA os projetistas de máquinas tinham muita dificuldade em controlar as perdas no núcleo histerese e corrente parasita das máquinas Eles ainda não tinham desenvolvido aços de baixa histerese e ainda não faziam lâminas tão delgadas como as que são usadas atualmente Para auxiliar no controle dessas perdas os motores CA primitivos dos Estados Unidos funcionavam a partir de uma fonte de potência de 25 Hz ao passo que os sistemas de iluminação operavam a partir de uma fonte de potência separada de 60 Hz a Desenvolva uma tabela que mostre a velocidade de rotação do campo magnético nas máquinas CA de 2 4 6 8 10 12 e 14 polos operando na frequência de 25 Hz Qual era a velocidade de rotação mais rápida disponível naqueles motores primitivos b Em um dado motor operando com uma densidade de fluxo B constante como as perdas do núcleo com o motor funcionando em 25 Hz comparamse com as mesmas perdas com o motor funcionando em 60 Hz c Por que os engenheiros daquela época usavam um sistema de potência separado de 60 Hz para a iluminação 5 Nos anos seguintes os motores sofreram melhorias e puderam funcionar diretamente a partir de uma fonte de potência de 60 Hz Como resultado disso os sistemas de potência de 25 Hz encolheram e acabaram desaparecendo Nos Estados Unidos entretanto ainda havia nas fábricas muitos motores de 25 Hz em perfeitas condições de funcionamento e cujos proprietários não estavam em condições de substituílos Para mantêlos funcionando alguns usuários geravam sua própria potência elétrica de 25 Hz na planta usando conjuntos de motorgerador Um conjunto de motorgerador consiste em duas máquinas ligadas a um eixo comum uma atuando como motor e a outra como gerador Se as duas máquinas tiverem números diferentes de polos mas exatamente a mesma velocidade no eixo as frequências elétricas das duas máquinas serão diferentes Que combinação de polos nas duas máquinas poderia converter potência de 60 Hz em potência de 25 Hz 6 O campo magnético girante é modelado por equações que representam o campo magnético produzido por cada fase as quais somadas produzem o campo resultante As equações podem ser vistas abaixo Com base nas equações mostradas calcule o campo resultante para os instantes a wt 0º b wt 45º c wt 90º d wt 135º e wt 185º
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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS UNIPAM Exercício de fixação sobre fundamentos de máquinas CA Professor Victor Henrique da Cunha Faria Curso Engenharia Elétrica Turma 8º Período Disciplina Máquinas Elétricas Valor 15 pontos Aluno 1 A bobina de espira simples que está girando no campo magnético uniforme mostrado tem as seguintes características a Calcule a tensão etott induzida nessa espira girante b Qual é a frequência da tensão produzida na espira c Suponha que um resistor de 10 ohms seja ligado como carga nos terminais da espira Calcule a corrente que circulará no resistor d Calcule o valor e o sentido do conjugado induzido na espira nas condições de c 2 Um enrolamento trifásico de quatro polos ligado em Y está instalado em 24 ranhuras de um estator Há 40 espiras de fio em cada ranhura dos enrolamentos Todas as bobinas de cada fase são ligadas em série O fluxo por polo na máquina é 0060 Wb e a velocidade de rotação do campo magnético é 1800 rpm a Qual é a frequência da tensão produzida nesse enrolamento b Quais são as tensões resultantes de fase e de terminal do estator 3 Uma máquina síncrona trifásica de dois polos ligada em Y e de 60 Hz tem um estator com 5000 espiras de fio por fase Que fluxo no rotor seria necessário para produzir uma tensão de terminal linha a linha de 132 kV 4 Nos primeiros tempos do desenvolvimento dos motores CA os projetistas de máquinas tinham muita dificuldade em controlar as perdas no núcleo histerese e corrente parasita das máquinas Eles ainda não tinham desenvolvido aços de baixa histerese e ainda não faziam lâminas tão delgadas como as que são usadas atualmente Para auxiliar no controle dessas perdas os motores CA primitivos dos Estados Unidos funcionavam a partir de uma fonte de potência de 25 Hz ao passo que os sistemas de iluminação operavam a partir de uma fonte de potência separada de 60 Hz a Desenvolva uma tabela que mostre a velocidade de rotação do campo magnético nas máquinas CA de 2 4 6 8 10 12 e 14 polos operando na frequência de 25 Hz Qual era a velocidade de rotação mais rápida disponível naqueles motores primitivos b Em um dado motor operando com uma densidade de fluxo B constante como as perdas do núcleo com o motor funcionando em 25 Hz comparamse com as mesmas perdas com o motor funcionando em 60 Hz c Por que os engenheiros daquela época usavam um sistema de potência separado de 60 Hz para a iluminação 5 Nos anos seguintes os motores sofreram melhorias e puderam funcionar diretamente a partir de uma fonte de potência de 60 Hz Como resultado disso os sistemas de potência de 25 Hz encolheram e acabaram desaparecendo Nos Estados Unidos entretanto ainda havia nas fábricas muitos motores de 25 Hz em perfeitas condições de funcionamento e cujos proprietários não estavam em condições de substituílos Para mantêlos funcionando alguns usuários geravam sua própria potência elétrica de 25 Hz na planta usando conjuntos de motorgerador Um conjunto de motorgerador consiste em duas máquinas ligadas a um eixo comum uma atuando como motor e a outra como gerador Se as duas máquinas tiverem números diferentes de polos mas exatamente a mesma velocidade no eixo as frequências elétricas das duas máquinas serão diferentes Que combinação de polos nas duas máquinas poderia converter potência de 60 Hz em potência de 25 Hz 6 O campo magnético girante é modelado por equações que representam o campo magnético produzido por cada fase as quais somadas produzem o campo resultante As equações podem ser vistas abaixo Com base nas equações mostradas calcule o campo resultante para os instantes a wt 0º b wt 45º c wt 90º d wt 135º e wt 185º