Exercícios Resolvidos de Máquinas Síncronas e Indução - Velocidade, Frequência e FMM

41 O rotor de um gerador síncrono de seis pólos está girando na velocidade mecânica de 1200 rpm a Expresse essa velocidade mecânica em radianos por segundo b Qual é a frequência em hertz e em radianos por segundo da tensão gerada c Que velocidade mecânica em rotações por minuto é necessária para gerar tensão na frequência de 50 Hz 42 A tensão gerada em uma fase de um gerador síncrono trifásico a vazio é da forma vt V0 cosωt Escreva expressões para a tensão nas duas fases restantes 43 Um motor trifásico é usado para acionar uma bomba Observase pelo uso de um estroboscópio que a velocidade do motor diminui de 898 rpm quando a bomba está sem carga para 830 rpm quando a bomba está com carga a Esse motor é síncrono ou de indução b Estime a frequência da tensão de armadura aplicada em hertz c Quantos pólos tem esse motor 45 Uma máquina CA trifásica ligada em Y está operando inicialmente sob condições equilibradas quando um dos enrolamentos de fase tornase um circuito aberto Como não há conexão de neutro no enrolamento isso exige que as correntes nos dois enrolamentos restantes tornemse iguais e opostas Sob essa condição calcule os valores relativos das ondas resultantes de FMM progressivas positiva e negativa 49 Uma máquina síncrona de seis pólos e 60 Hz tem um enrolamento de rotor com um total de 138 espiras em série e um fator de enrolamento kr 0935 O comprimento do rotor é 197 m o raio do rotor é 58 cm e o comprimento do entreferro é igual a 315 cm a Qual é a velocidade nominal de operação em rpm b Calcule a corrente no enrolamento do rotor que é necessária para se obter uma componente fundamental de pico de 123 T de densidade de fluxo no entreferro c Calcule o fluxo correspondente por pólo 410 Suponha que um enrolamento de fase da máquina síncrona do Problema 49 seja uma bobina de passo pleno 11 espiras por par de pólos com as bobinas conectadas em série para formar o enrolamento de fase Se a máquina estiver operando na velocidade nominal e sob as condições de operação do Problema 49 calcule a tensão eficaz gerada por fase 411 A máquina síncrona do Problema 49 tem um enrolamento trifásico com 45 espiras em série por fase e um fator de enrolamento de ken 0928 Para as condições de fluxo e velocidade nominal do Problema 49 calcule a tensão eficaz gerada por fase 412 A máquina síncrona trifásica do Problema 49 deve ser transferida para uma aplicação onde é necessário que a frequência de operação seja reduzida de 60 para 50 Hz Essa aplicação requer que para as condições de operação consideradas no Problema 49 a tensão eficaz de linha gerada seja de 130 kV Como resultado os enrolamentos da armadura da máquina devem ser refeitos com um número diferente de espiras Supondo um fator de enrolamento de k enrr 0928 calcule o número necessário de espiras em série por fase 417 O projeto de um motor de indução trifásico de quatro pólos 230 V e 60 Hz deve se basear em um núcleo de estator de 21 cm de comprimento e 952 cm de diâmetro interno A distribuição de enrolamento escolhida para o estator tem um fator de enrolamento de k enrr 0925 A armadura deve ser ligada em Y e portanto a tensão nominal de fase será 2303 V a O projetista deve selecionar o número de espiras da armadura de modo que a densidade de fluxo na máquina seja elevada o suficiente para fazer uso eficiente do material magnético sem ser demasiadamente elevada resultando uma saturação excessiva Para atingir esse objetivo a máquina deve ser projetada com um componente fundamental de densidade de fluxo de pico de 125 T no entreferro Calcule o número necessário de espiras em série por fase b Para um entreferro de 03 mm de comprimento calcule a indutância própria de uma fase de armadura baseandose no resultado da parte a e usando as fórmulas de indutância do Apêndice B Despreze a relutância do ferro do rotor e do estator e a indutância de dispersão da armadura 418 Um gerador síncrono trifásico de dois pólos e 60 Hz para ser usado em laboratório tem um raio de rotor de 571 cm um comprimento de rotor de 180 cm e um comprimento de entreferro de 025 mm O enrolamento de campo do rotor consiste em 264 espiras com um fator de enrolamento de kr 095 O enrolamento de armadura ligado em Y consiste em 45 espiras por fase com um fator de enrolamento de ken 093 a Calcule o fluxo por pólo e a componente fundamental da densidade de fluxo de pico no entreferro do qual resultará uma tensão de armadura em circuito aberto de 60 Hz e uma tensão eficaz de fase de 120 V por fase b Calcule a corrente CC de campo necessária para se obter as condições de operação da parte a c Calcule o valor de pico da indutância mútua entre o enrolamento de campo e o enrolamento de fase da armadura 420 Um gerador síncrono de quatro pólos e 60 Hz tem um comprimento de rotor de 52 m um diâmetro de 124 m e um comprimento de entreferro de 59 cm O enrolamento do rotor consiste em uma conexão em série de 63 espiras por pólo com um fator de enrolamento de kr 091 O valor de pico da fundamental da densidade de fluxo no entreferro está limitada a 11 T e a corrente de enrolamento do rotor a 2700 A Calcule os valores máximos do conjugado Nm e da saída de potência MW que podem ser fornecidos por essa máquina