Lista de Problemas em Máquinas Elétricas e Acionamentos

Curso de Engenharia de Controle e Automação MÁQUINAS ELÉTRICAS e ACIONAMENTOS Prof Marcio Jose da Silva 28 Setembro2023 Lista de Problemas 1 Máquinas Elétricas e Acionamentos I Motores CC I1 A tensão nominal de arma dura de um motor CC é igual a 110V e sua potência mecânica nominal é 5hp 374kW Sua constante de fem é igual a 0055 Vrpm Considerar o motor CC como sendo ideal sem perdas elétricas e mecânicas Supor a indutância de armadura do motor muito grande de modo que a corre de armadura Ia seja constante sem ripple A velocidade de um motor é controlada por um conversor totalmente controlado a partir de uma fonte monofásica CA A fonte CA é de 120V e 60Hz Considerando o conversor ideal sem perdas pedese a Desenhar o circuito de potência b Para a velocidade de 1000 rpm e corrente nominal do motor b1 Determinar o ângulo de disparo b2 Determinar o valor eficaz da corrente da fonte e a corrente do tiristor b3 Determinar o fator de potência da fonte b4 Desenhar as formas de ondas da tensão tensão de saída do conversor e corrente de saída do conversor II Motores de Indução Trifásico Rotor em Gaiola II1 Um motor assíncrono ou de indução trifásico rotor em gaiola de esquilo possui os seguintes dados em sua placa de identificação IP 55 Cat N Classe F FS 10 300 kW 6 Polos 1188 rpm 440V Y 60Hz 4703A cos Dos ensaios a vazio e com rotor bloqueado foram extraídos as perdas e os parâmetros do seu circuito elétrico equivalente em Ohm por fase Y Perdas mecânicas por atrito e ventilação PAV 2718W constantes com a carga do motor Perdas magnéticas no estator PHF 11910W constantes com a carga do motor Perdas magnéticas no rotor PHF 0W são desprezadas e constantes com a carga do motor R1 00073 resistência por fase do estator Curso de Engenharia de Controle e Automação MÁQUINAS ELÉTRICAS e ACIONAMENTOS Prof Marcio Jose da Silva 28 Setembro2023 R2 000656 resistência por fase do rotor X1 006000 reatância por fase do estator X2 006000 reatância por fase do rotor Xm 2500 reatância de magnetização por fase RW 542 resistência equivalente às perdas magnéticas do estator para uma fase Pedese a Traçar a característica mecânica conjugado x rotação do motor Considerar o escorregamento variando de 1 a zero com intervalos de 001 Indicar na curva os valores do conjugado de partida Cp máximo Cmax e nominal CN Traçar também a cura de corrente do estator I1 em função do escorregamento Indicar na curva os valores das correntes de partida Ip e nominal IN b Traçar a característica mecânica conjugado x rotação do motor para a faixa de escorregamento variando de 1 a 2 com intervalos de 001 c Traçar a característica mecânica conjugado x rotação do motor para a faixa de escorregamento variando de zero a 1 menos um com intervalos de 001 Neste intervalo a máquina funciona como motor ou gerador d Traçar as características de desempenho do motor de indução em função da porcentagem da potência fornecida pelo motor que deverá variar de 0 a 150 da potência nominal com intervalos de 10 A Rendimento em B Fator de Potência em pu C Escorregamento em pu D Corrente em Ampère e Traçar as características de desempenho do motor de indução em função da porcentagem da velocidade de rotação do rotor A Rendimento em B Fator de Potência em pu C Escorregamento em pu D Corrente em Ampère II2 Um motor de indução trifásico rotor em gaiola possui os seguintes dados 220 V 60 Hz 4 polos estator ligado em estrela Y As perdas rotacionais a vazio totalizam 400 W O motor opera em regime permanente com um escorregamento de 2 Curso de Engenharia de Controle e Automação MÁQUINAS ELÉTRICAS e ACIONAMENTOS Prof Marcio Jose da Silva 28 Setembro2023 As constantes do circuito equivalentes como o da figura 103 têm os seguintes valores em ohms por fase R1 03 R2 01 X1 05 X2 02 Xm 100 Pedese calcular a A velocidade do motor b O conjugado útil c A potência mecânica útil disponível no eixo d A corrente do estator e O fator de potência f O rendimento do motor II3 Um motor de 37 kW 220 V 60 Hz 4 polos 1730 RPM possui uma corrente de partida retorica igual a 75 pu tomando a corrente nominal do rotor como corrente base Qual deve ser o seu conjugado de partida em pu e em Nm tomando o conjugado nominal como conjugado base II4 Os dados do circuito equivalente de um motor de indução trifásico rotor em gaiola estator ligado em estrela de 37 kW 440 V 60 Hz 1766 RPM segundo o modelo de Thévénin são os seguintes valores por fase VTh 266 V RTh 0133 ohms XTh 0497 ohms R2 010 ohms X2 020 ohms O motor operava na sua condição nominal acionando uma carga de conjugado constante com a velocidade quando ocorreram simultaneamente dois eventos a tensão do barramento caiu para 85 do seu valor e uma sobrecarga momentânea no eixo do motor fez aumentar o conjugado resistente em 35 durante 25 segundos o relé de proteção contra sobrecargas não atuou pois estava ajustado para atuar com 30 segundos Perguntase a O motor terá conjugado suficiente para acionar a carga nesta condição b Se o motor não conseguir acionar a carga ele vai se desacelerar Qual o valor do seu conjugado mínimo Cmin sabendose que ele ocorre a 560 RPM