Lista de Exercícios Resolvidos - Máquinas Elétricas CC e CA Trifásica

MÁQUINAS ELÉTRICAS Data de Entrega 18112022 Ementa Máquinas elétricas de corrente contínua e corrente alternada trifásica princípios de funcionamento e aplicações gerais Bibliografia básica FITZGERALD A E UMANS Stephen KINGSLEY JR Máquinas Elétricas 6 ed Porto Alegre Charles Bookman Companhia 2006 DEL TORO Vicent Fundamentos de Máquinas Elétricas Rio de Janeiro LTC Livros Técnicos e Científicos SA 1999 550p KOSOW Irwing L Máquinas Elétricas e Transformadores 15 ed São Paulo Globo 2006 667p Bibliografia complementar CHAPMAN Stephen Electric Machinery Fundamentals 4ed New York MC Graw Hill 2005 SEN PC Priciples of Electric Machines and Power Electronics 2 nd ed New York Jonh Wiley Sons 1987 613p BIM Edson Máquinas Elétricas e Acionamento 1ª ed Rio de Janeiro Elsevier 2009 455p Questão 1 A característica de magnetização de um gerador shunt acionado na velocidade de 800 rpm pode ser aproximada pela equação E a 300 I f 2 I f Na qual E a é a fem induzida na armadura e I f é a corrente de campo A resistência do enrolado de campo é 100 Ω e o de armadura 04 Ω O efeito da reação de armadura pode ser desprezado a Considerando que a tensão terminal é 220 V quando a corrente de armadura é 140 A e o gerador é acionado a 900 rpm Qual o valor do reostato de campo para esta condição b Considerando perdas rotacionais de 15 kW calcule a potência de saída o rendimento e o torque na entrada do eixo do gerador fornecido pela máquina primária c Considere que a carga será desconectada Encontre a tensão terminal Questão 2 15 pontos Um motor série 130 hp 250 V 500 A foi ensaiado e a curva de magnetização obtida na velocidade de 1300 rpm está apresentada a seguir If A 100 200 300 400 500 600 Ea V 93 163 194 212 220 227 A resistência de armadura é 03 Ω e a de campo série é 003 Ω O enrolamento série tem 10 espiras por polo A fmm desmagnetizante da reação de armadura é de 270 Ae por polo para a corrente nominal e pode ser considerada variando linearmente com a corrente Determinar para corrente de armadura 600 A a a velocidade b a potência interna e c o torque interno Questão 3 Um motor cc de excitação independente 120 V 1100 rpm 90 A Ra 008 Ω aciona uma carga que requer um torque de 300 Nm Quando o motor estiver girando com velocidade nominal ele será freado Não considerar linearidade magnética e desprezar a reação de armadura Represente o circuito para implementação da frenagem por plugging e por frenagem dinâmica e calcule a resistência externa a ser inserida para limitar a corrente à 2 vezes a corrente nominal no início para cada uma das frenagens Compare qualitativamente as frenagens e pondere sobre as vantagens e desvantagens de cada estratégia Determine o Torque inicial para o caso de plugging Questão 4 Faça o esquema de um motor cc indicando a localização dos interpolos e dos enrolamentos de compensação Determine a função desses dois elementos em máquinas de corrente contínua e estabeleça quais as correntes que percorrem os enrolamentos dos interpolos Questão 5 A velocidade dos motores Shunt é quase constante variando pouco com a carga Um reostato de campo pode ser utilizado para o controle de velocidade com um ajuste fino Sem o reostato o motor gira a uma velocidade de pleno campo Um motor shunt gira a 900 rpm sem carga e com reostato de campo na posição zero Este motor terá sua velocidade controlada pelo reostato de campo a Calcule a resistência do reostato de campo para que o motor gire a 950 rpm com corrente de armadura de 25 A A resistência do enrolamento de campo é 95 Ω e a de armadura é 03 Ω Desprezar o efeito da saturação magnética e da reação de armadura b Faça o circuito equivalente Questão 6 Uma máquina cc 12 kW 100 V 1000 rpm está conectada a uma fonte cc 100 V para operação como um motor shunt Em condição à vazio o motor possui velocidade de 1000 rpm e sua armadura consome 6 A Encontre as perdas rotacionais nessas condições Questão 7 Uma máquina síncrona 3Ф 5 kVA 208 V 4 polos 60 Hz conexão estrela possui resistência de enrolamento do estator desprezível e reatância síncrona de 8 Ω por fase em condições nominais A máquina primeiramente opera como um gerador em paralelo com uma fonte 3Ф 208 V 60 Hz a Determine a tensão de excitação quando a máquina está fornecendo potência ativa nominal com fp 08 atrasado Desenhe o diagrama de fasores para esta condição b Se a corrente de campo aumenta 20 sem alterar as condições encontre a corrente de estator fp e potência reativa fornecida pela máquina Questão 8 Um motor de indução trifásico ligado em Y de seis pólos 220 V linha 10 kW e 60 Hz tem os seguintes valores de parâmetros em Ωfase referidos ao estator R 1 0294 R 2 0144 X 1 0503 X 2 0209 X m 1325 Podese assumir que as perdas totais de atrito ventilação e no núcleo sejam de 378 W constantes independentemente da carga Para um escorregamento de 2 calcule a velocidade o conjugado e a potência de saída e o rendimento quando o motor é operado em tensão e frequência constantes Questão 10 Faça uma breve dissertação comentando sobre os aspectos construtivos das máquinas de indução e seu modelo matemático fazendo o devido paralelo com os transformadores