6 Exercícios sobre Máquinas Elétricas

Máquinas elétricas Questão 1 para esta questão será necessário demonstrar os cálculos Um motor de corrente contínua do tipo shunt 220 Volt desenvolve um torque de 9675 Nm no eixo de rotação ao acionar uma carga a 1670 RPM gerando uma força contraeletromotriz de 195 Volt Se o rendimento do motor para essa condição de carga é de 86 corrente de campo igual a 1A e a queda na escovas 2V Desprezando as perdas adicionais sob carga pedese para essa condição de operação 1 calcular a potência de entrada do motor 2 calcular a corrente absorvida pelo motor da fonte de alimentação 3 calcular a resistência do enrolamento da armadura 4 calcular as perdas elétricas desse motor 5 calcular as perdas rotacionais desse motor Observação A pontuação da questão está condicionada à apresentação detalhada de todos os cálculos Questão 2 Seja um motor de indução trifásico de quatro polos em funcionamento em qual a frequência das tensões induzidas no rotor é igual a 2 Hz Considerando que esse motor é suprido por um inversor de frequência com tensões com frequência de 50 Hz determine a velocidade de giro do motor e marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis 1340 rpm 1440 rpm 1740 rpm 1640 rpm 1540 rpm Questão 3 Dentre as alternativas apresentadas assinale o esquema de ligacao para a máquina CC com excitacao independente a b c e d e Questão 4 Os motores CC foram a primeira forma de motor amplamente utilizada pois podiam ser alimentados a partir de sistemas de distribuição de energia de iluminação de corrente contínua existentes A velocidade de um motor CC pode ser controlada em uma ampla faixa usando uma tensão de alimentação variável ou alterando a intensidade da corrente em seus enrolamentos de campo Motores CC maiores são usados atualmente na propulsão de veículos elétricos elevadores e guinchos e em acionamentos para laminadores de aço A curva de magnetização de um gerador CC com a excitação independente é dada na Fig 1 Os valores nominais deste gerador são 6 KW 120 V 50 A e 1800 rpm O enrolamento de campo possui 1000 espiras por pólo possuindo uma resistência de 24 Ohm existindo em série com este enrolamento uma resistência adicional podendo variar de 0 a 30 Ohm A resistência de armadura é de 018 Ohm A tensão no circuito de campo está ajustada Fig 1 Tensão terminal a vazio versus corrente de campo para uma velocidade de 1800 rpm Para o gerador operando a vazio com velocidade nominal qual a variação de tensão terminal que pode ser obtida variandose a resistência adicional de 0 a 30 Ohm Vtmax 30 V Vtmin 50 V Vtmax 350 V Vtmin 250 V Vtmax 130 V Vtmin 90 V Vtmax 180 V Vtmin 250 V Vtmax 5 V Vtmin 16 V Questão 5 Em uma determinada prática utilizando uma Máquina de Corrente Contínua tipo Shunt com a potência nominal de 5 kW apresenta em sua placa as informações referentes a tensão e corrente de campo de aplicações nominais iguais a 100 V e 25 A respectivamente Ao medir a corrente de armadura e a resistência do circuitos de campo são obtidas as seguintes informações 520 A e 40 Ω 525 A e 40 Ω 525 A e 2 Ω 475 A e 2 Ω 520 A e 2 Ω Questão 6 Os motores CC foram a primeira forma de motor amplamente utilizada pois podiam ser alimentados a partir de sistemas de distribuição de energia de iluminação de corrente contínua existentes A velocidade de um motor CC pode ser controlada em uma ampla faixa usando uma tensão de alimentação variável ou alterando a intensidade da corrente em seus enrolamentos de campo Motores CC maiores são usados atualmente na propulsão de veículos elétricos elevadores e guinchos e em acionamentos para laminadores de aço A curva de magnetização de um gerador CC com a excitação independente é dada na Fig 1 Os valores nominais deste gerador são 6 KW 120 V 50 A e 1800 rpm O enrolamento de campo possui 1000 espiras por pólo possuindo uma resistência de 24 Ohm existindo em série com este enrolamento uma resistência adicional podendo variar de 0 a 30 Ohm A resistência de armadura é de 018 Ohm A tensão no circuito de campo está ajustada em 120 V Desconsidere a reação da armadura Fig 1 Tensão terminal a vazio versus corrente de campo para uma velocidade de 1800 rpm Para o gerador operando a vazio quais a máxima e a mínima tensões terminais que podem ser obtidas variandose a resistência adicional de 0 a 30 e a velocidade de 1500 a 2000 rpm Vtmax 9999 V Vtmin 3505 V Vtmax 14444 V Vtmin 75 V Vtmax 1995 V Vtmin 113 V Vtmax 805 V Vtmin 456 V Vtmax 2665 V Vtmin 2205 V Máquinas elétricas Questão 1 para esta questão será necessário demonstrar os cálculos Um motor de corrente contínua do tipo shunt 220 Volt desenvolve um torque de 9675 Nm no eixo de rotação ao acionar uma carga a 1670 RPM gerando uma força contraeletromotriz de 195 Volt Se o rendimento do motor para essa condição de carga é de 86 corrente de campo igual a 1A e a queda na escovas 2V Desprezando as perdas adicionais sob carga pedese para essa condição de operação 1 calcular a potência de entrada do motor Primeiro calculamos a potência mecânica de saída Conversão da velocidade para radianos por segundo ω Cálculo da potência mecânica de saída 𝑃𝑜𝑢𝑡 Cálculo da potência de entrada usando o rendimento 𝑃𝐼𝑛 2 calcular a corrente absorvida pelo motor da fonte de alimentação 3 calcular a resistência do enrolamento da armadura Cálculo da tensão aplicada à armadura 𝑉𝑎 Cálculo da queda de tensão na armadura 𝑉𝑎 𝐸 Cálculo da corrente de armadura 𝐼𝑎 Cálculo da resistência da armadura 𝑅𝑎 4 calcular as perdas elétricas desse motor Perdas no cobre da armadura Perdas no cobre do campo Perdas elétricas totais 5 calcular as perdas rotacionais desse motor Perdas totais Perdas rotacionais Questão 2 Seja um motor de indução trifásico de quatro polos em funcionamento em qual a frequência das tensões induzidas no rotor é igual a 2 Hz Considerando que esse motor é suprido por um inversor de frequência com tensões com frequência de 50 Hz determine a velocidade de giro do motor e marque a resposta correta entre as alternativas disponíveis 1340 rpm 1440 rpm 1740 rpm 1640 rpm 1540 rpm A frequência de alimentação do motor é 𝑓 50 𝐻𝑧 e o número de pólos do motor é 𝑃 4 Então Determinar o escorregamento 𝑠 Agora podemos calcular a velocidade real do rotor usando a fórmula Questão 3 Dentre as alternativas apresentadas assinale o esquema de ligacao para a máquina CC com excitacao independente a b c d Questão 4 Os motores CC foram a primeira forma de motor amplamente utilizada pois podiam ser alimentados a partir de sistemas de distribuição de energia de iluminação de corrente contínua existentes A velocidade de um motor CC pode ser controlada em uma ampla faixa usando uma tensão de alimentação variável ou alterando a intensidade da corrente em seus enrolamentos de campo Motores CC maiores são usados atualmente na propulsão de veículos elétricos elevadores e guinchos e em acionamentos para laminadores de aço A curva de magnetização de um gerador CC com a excitação independente é dada na Fig 1 Os valores nominais deste gerador são 6 KW 120 V 50 A e 1800 rpm O enrolamento de campo possui 1000 espiras por pólo possuindo uma resistência de 24 Ohm existindo em série com este enrolamento uma resistência adicional podendo variar de 0 a 30 Ohm A resistência de armadura é de 018 Ohm A tensão no circuito de campo está ajustada Fig 1 Tensão terminal a vazio versus corrente de campo para uma velocidade de 1800 rpm Para o gerador operando a vazio com velocidade nominal qual a variação de tensão terminal que pode ser obtida variandose a resistência adicional de 0 a 30 Ohm Vtmax 30 V Vtmin 50 V Vtmax 350 V Vtmin 250 V Vtmax 130 V Vtmin 90 V Vtmax 180 V Vtmin 250 V Vtmax 5 V Vtmin 16 V Para 𝑅𝑎 0Ω Para 𝑅𝑎 30Ω Questão 5 Em uma determinada prática utilizando uma Máquina de Corrente Contínua tipo Shunt com a potência nominal de 5 kW apresenta em sua placa as informações referentes a tensão e corrente de campo de aplicações nominais iguais a 100 V e 25 A respectivamente Ao medir a corrente de armadura e a resistência do circuitos de campo são obtidas as seguintes informações 520 A e 40 Ω 525 A e 40 Ω 525 A e 2 Ω 475 A e 2 Ω 520 A e 2 Ω Questão 6 Os motores CC foram a primeira forma de motor amplamente utilizada pois podiam ser alimentados a partir de sistemas de distribuição de energia de iluminação de corrente contínua existentes A velocidade de um motor CC pode ser controlada em uma ampla faixa usando uma tensão de alimentação variável ou alterando a intensidade da corrente em seus enrolamentos de campo Motores CC maiores são usados atualmente na propulsão de veículos elétricos elevadores e guinchos e em acionamentos para laminadores de aço A curva de magnetização de um gerador CC com a excitação independente é dada na Fig 1 Os valores nominais deste gerador são 6 KW 120 V 50 A e 1800 rpm O enrolamento de campo possui 1000 espiras por pólo possuindo uma resistência de 24 Ohm existindo em série com este enrolamento uma resistência adicional podendo variar de 0 a 30 Ohm A resistência de armadura é de 018 Ohm A tensão no circuito de campo está ajustada em 120 V Desconsidere a reação da armadura Fig 1 Tensão terminal a vazio versus corrente de campo para uma velocidade de 1800 rpm Para o gerador operando a vazio quais a máxima e a mínima tensões terminais que podem ser obtidas variandose a resistência adicional de 0 a 30 e a velocidade de 1500 a 2000 rpm Vtmax 9999 V Vtmin 3505 V Vtmax 14444 V Vtmin 75 V Vtmax 1995 V Vtmin 113 V Vtmax 805 V Vtmin 456 V Vtmax 2665 V Vtmin 2205 V