Prova Intermediária de Máquinas Elétricas e Acionamentos

1 Alunoa GABARITO Curso Nº de matrícula Turma Professora Máquinas Elétricas e Acionamentos Prova Intermediária PI 31032023 Você terá 120 minutos a partir do início oficial da prova para concluir esta avaliação administre bem o seu tempo Leia atentamente as instruções a seguir e as questões da prova antes de começar a resolvêla 1 Identifiquese com letra legível em todas as folhas de prova 2 Esta avaliação é composta de 10 questões Verifique se a prova está completa eou se há problemas de impressão e comunique o aplicador antes de iniciar a prova Comunicação posterior não será considerada 3 Para a resolução das questões utilize apenas os campos demarcados e não destaque as folhas de prova 4 A resolução da prova poderá ser feita a lápis ou a caneta Avaliações feitas a lápis no entanto não serão revisadas pelo professor 5 Em caso de dúvida sobre alguma questão desta avaliação redija um texto na folha de prova explicitandoa para que o professor avalie a pertinência durante a correção 6 Portar qualquer material estranho à folha de questões celular ligado ou desligado tablet notebook anotações e livro constituirá violações ao Código de Ética e de Conduta e acarretará sanções nele previstas 7 Consulta a colegas e a qualquer material estranho à folha de questões celular tablet notebook anotações e livro constituirão violações ao Código de Ética e de Conduta e acarretarão sanções nele previstas Faça o seu trabalho de maneira ética 8 Você somente poderá sair da sala depois de entregar a prova Caso necessite sair durante a realização da avaliação peça autorização antecipadamente ao aplicador 9 Apresente as respostas de forma clara e sem rasuras Respostas de múltipla escolha assinaladas com mais de uma alternativa eou com interpretação dúbia serão desconsideradas e terão nota zero na correção Boa Prova 2 3 Q1 10 Uma curva Torque x Velocidade de um motor de corrente contínua é expressa na figura a seguir Com relação ao tipo de motor e o gráfico apresentado analise as seguintes afirmações I É um motor que possui o mesmo torque de partida independente da tensão aplicada no seu enrolamento II Considerando Va1 e Va2 como tensões de armadura do motor quanto maior a tensão aplicada maior a velocidade que o motor alcança III O torque de travamento do motor é igual ao torque nominal do motor ou seja T kT x Inominal É correto apenas o que se afirma em A I B II C III D I e II E II e III Resposta B Comentário II é verdadeira pois a maior tensão de armadura representara velocidade maior no eixo do motor 4 Q2 10 Um motor elétrico que possui uma espira no rotor conforme apresenta a figura a seguir em a há um problema quando a espira enrolamento da armadura do segmento A alcança o ponto A pois a armadura do motor começará a rotacionar no sentido oposto Para evitar esta ocorrência a figura b apresenta uma solução o uso do comutador Considere que este motor realizou uma rotação completa ao longo do seu eixo e apresentou um resultado conforme a figura a seguir Observe que o torque eletromagnético resultante irá variar de acordo com o deslocamento angular no eixo do motor uma vez que a corrente no enrolamento do motor seja constante teremos que Te K senϴ com K uma constante É correto apenas o que se afirma em A O deslocamento do eixo nas posições 1 e 2 está alinhado 0o com as linhas de campo B O deslocamento do eixo nas posições 1 e 2 está desalinhado 90o com as linhas de campo C O torque máximo ocorre na posição 1 D O torque máximo ocorre na posição 2 E O torque máximo ocorre porque o comutador age ao inverter o sentido da corrente Resposta B Os pontos 1 e 2 representam o ponto mais distante das linhas de campo ou seja a espira enrolamento está a 90o das linhas de campo bem na troca da polaridade onde ocorre a comutação O torque é mínimo neste ponto 5 Q3 10 Um motor de passo do tipo unipolar possui ligações de seus enrolamentos apresentados de acordo com a figura Repare que no rotor deste exemplo do motor encontramse dentes que variam a relutância magnética do motor Ao aplicarmos uma sequência de acionamento do tipo ADCB 1º A 2º D 3º C e 4º B irá gerar um deslocamento no eixo do rotor Para este exemplo de motor de passo é correto apenas o que se afirma em A O deslocamento do eixo por passo será de 75o B O deslocamento do eixo por passo será de 15o C O deslocamento do eixo por passo será de 30o D O deslocamento do eixo por passo será de 45o E O deslocamento do eixo por passo será de 90o Resposta B Como há neste exemplo 6 dentes e 4 bobinas AA BB CC DD o que confere 24 possíveis soluções 1 revolução 360o24 15o por ângulo de passo 6 Q4 10 Você recentemente começou a estagiar numa empresa de engenharia mecatrônica que realiza o retrofit de máquinas de automação e o gerente colocou você na equipe que cuida da atualização do acionamento de um servodrive baseado em motor de passo O líder da equipe explicou que há um dispositivo de acionamento do motor de passo que está ligado da forma do diagrama de blocos da figura a e que o controlador é um CI conhecido como SAA1027 da figura b a b Sabendo que você é da equipe o programador solicitou a você indicar o tipo de acionamento de motor de passo que poderá ser programado com este acionamento É correto apenas afirmar que A Por ter 4 bobinas é o típico motor que possui ângulo de passo 18o B Por ter 4 bobinas é o típico motor que possui ângulo de passo 90o C Poderá ser feita a ligação do tipo motordepasso unipolar D Poderá ser feita a ligação do tipo motordepasso bipolar série E Poderá ser feita a ligação do tipo motordepasso bipolar paralelo Resposta C Como há neste exemplo 4 bobinas 1 a 4 com ligações para o VCC comum tratase de um acionamento de motor depasso unipolar No contexto industrial o retrofit de máquinas é o procedimento de reformar e modernizar um equipamento Para conhecer mais após a prova acesse httpswwwautomatawebcombroqueeretrofitdemaquinas 7 Utilize o diagrama de blocos do circuito integrado TCA785 da figura 1 e as fomasdeonda do funcionamento do CI na figura 2 a seguir para responder a próxima questão Figura 1 Figura 2 Q5 10 Como o CI TCA785 permite controlar até dois dispositivos SCR através das saídas Q1 no pino 14 e Q2 no pino 15 respectivamente é correto apenas o que se afirma em A A tensão de controle no pino 11 pode ser ajustada até o valor máximo de C10 B O sinal indicado em A permite controlar o disparo do semiciclo negativo C O sinal indicado em B permite controlar o disparo do semiciclo positivo D O sinal indicado em C permite controlar o disparo do semiciclo negativo E O sinal indicado em D permite controlar o disparo do semiciclo positivo Resposta A Comentário O TCA785 permite comparar a tensão de controle pino 11 com a máxima tensão em C10 8 Q6 10 O gráfico Corrente x Tensão I x VAK na figura a apresenta a curva de resposta do dispositivo retificador controlado de silício para suas características básicas a b Os itens A B e C no gráfico da figura são respectivamente a corrente de manutenção a tensão de breakover e a tensão de reverse breakdown de um dispositivo tiristor A figura b apresenta o circuito de teste da operação do tiristor No terminal do gate G é aplicada uma corrente que flui no sentido do gate G para o catodo Além deste controle no terminal do gate o circuito possui uma fonte ajustável ES e um resistor R da carga no sistema Considere as três afirmações a seguir I Se a tensão EAK é positiva que significa dizer que há tensão presente entre anodo e catodo do tiristor o tiristor permanecerá bloqueado enquanto não há corrente fluíndo no sentido do gate G para o catodo II Assim que exista corrente de valor suficiente para iniciar a condução do gate para o catodo uma corrente IG o tiristor age como uma chave fechada e a corrente IG vinda da fonte ES circulará através do componente III A tensão de reverse breakdown B no gráfico da curva de resposta do dispositivo retificador é definida pela máxima corrente que poderá circular entre gate G e catodo É correto apenas o que se afirma em A I B II C III D I e II E II e III Resposta Alternativa A 9 Q7 10 Você faz parte de uma equipe de projeto que desenvolve um circuito eletrônico de acionamento de motor elétrico figura A que está sendo experimentado em laboratório Seu colega de equipe capturou a forma de onda obtida nos sinais da placa e da carga conforme apresenta a figura B Fig A FigB O circuito utiliza um retificador controlado de silício para fazer o acionamento de um motor de corrente contínua Baseado nas formasdeonda obtidas na figura B a sequência correta para os sinais A B C D é representada pela alternativa A 1 2 3 4 B 2 3 4 5 C 1 3 4 5 D 1 2 4 5 E 3 2 4 5 Resposta Alternativa E 10 Q8 10 um dispositivo servodrive conforme mostrado na figura a seguir é composto de um motorde passo e uma eletrônica para o seu acionamento Este dispositivo de automação industrial possui na sua eletrônica o recurso de rampa de aceleração que é desenvolvido pelo fabricante As especificações do fabricante indicam que a rampa é programada conforme a figura a seguir Considerando que o motor possui resolução de passo de 18o se a taxa de aceleração programada na eletrônica do motor é de 100 pps2 e o motor operando com a configuração de halfstep partindo do repouso o tempo mais aproximado que ele levará para atingir uma revolução é de A 1s B 2s C 3s D 4s E 5s Resolução 1 revolução fullstep 360o 18o 200 passos 1 revolução halfstep 360o 09o 400 passos Se n ½ αtn2 t 2 n α 2 400 100 8 282 s Resposta Alternativa C 3s 11 Q9 10 Analise o circuito de controle de velocidade de motor CC com tiristor e seu módulo de disparo CTRL apresentado na figura a e as formas de onda apresentadas na figura b indicam i tensão de entrada da rede elétrica ii controle dos disparos e iii sinal de sincronismo com a rede elétrica ao qual o dispositivo está conectado a b Para esta situação de controle é correto apenas o que se afirma em A para um controle de meia onda o motor vai girar a 50 de sua velocidade máxima B vai girar na velocidade máxima de um dos sentidos C ficará parado D gira no limite inferior de velocidade pois nem todos os motores têm uma boa linearidade de torque para todas as tensões de armadura E a tensão de sincronismo está em oposição de fase com a tensão de entrada Resposta C Como o disparo ocorrerá apenas nos semiciclos negativos o motor ficará parado devido ao SCR retificar meia onda e não ser disparado no semiciclo positivo além do disparo é necessária a polarização direta para a condução direta da corrente 12 Q10 10 Uma empresa nacional produz equipamentos mecatrônicos de controle de posicionamento que são acionamentos utilizando motor de passo Estes equipamentos permitem a conexão com sistemas de automação como o CLP No momento este driver possui uma interface com dois sinais os pulsos dos passos do motor Step e o sentido da rotação Dir Ao atender clientes e ouvir sugestões de melhoria contínua neste produto o engenheiro de produto desta empresa recentemente olhou o esquemático do circuito interno do acionamento figura 1 e perguntou ao time de desenvolvimento interno se um sinal de habilitação En que permita ligar e desligar o driver pode ser incluído no circuito do acionamento do motor Fig 1 esquemático Considerando que a empresa quer realizar um produto similar ao da concorrência figura 2a para incluir o sinal En na borneira apresente como o recurso de habilitação da energização no sistema poderá ser implementado utilizando um módulo de relé que pode ser adquirido pronto no mercado figura 2b Fig 2a Fig 2b Utilize os sinais contidos no conector J1 VCC IN1 GND e no conector J2 do módulo do relé para indicar num esboço como eles poderão ser implementados e interligados junto com os sinaispontos do esquemático do driver identificados por você