Prova Final Maquinas Eletricas - Analise e Resolução de Problemas

DEECEEIUFCG MÁQUINAS ELÉTRICAS 2021 EXAME FINAL TURMAS 1 E 2 ALUNOAMATRÍCULA INSTRUÇÕES 1 DURAÇÃO Das 1830 hr às 2059 hr 19102021 2 VALIDADE Somente serão consideradas VÁLIDAS as provas enviadas ao email da turma correspondente até o limite temporal acima estabelecido Provas enviadas após o limite estabelecido NÃO SERÃO CONSIDERADAS VÁLIDAS para efeito de PONTUAÇÃO do Exame Final SEM NENHUMA OUTRA INTERPRETAÇÃO 3 APRESENTAÇÃO As questões deverão ser respondidas utilizando caneta esferográfica de COR PRETA ou AZUL com redação cursiva INTELIGÍVEL 4 RESULTADOS Apresentar a resolução de cada questão em folha A4 de COR BRANCA SEPARADAMENTE assinalando o término de cada item da questão com um TRAÇO HORIZONTAL na respectiva folha utilizada QUESTÃO 1 Uma máquina síncrona de 7500 VA 380 Volt entre fases 60 Hz pólos lisos fator de potência igual a 080 indutivo resistência de armadura de valor desprezível foi submetida a ensaios experimentais cujas características foram aproximadas pelas seguintes funções Circuito Aberto 𝑉𝐶𝐴𝑖𝑓 1000 𝑖𝑓 Voltfase trecho linear Circuito Aberto 𝑉𝐶𝐴𝑖𝑓 479400 𝑖𝑓0364 𝑖𝑓 Voltfase trecho nãolinear Curto Circuito 𝐼𝑎𝐶𝐶𝑖𝑓 41666 𝑖𝑓 Afase No caso admitindo que a máquina funcione como um gerador interligado à rede e acionado por um motor auxiliar de capacidade igual a 090 pu equivalentes e dentro dos seus limites operacionais determinar a Os valores das correntes de armadura 𝐼𝑎 e de excitação 𝑖𝑓 ao funcionar sobreexcitado fornecendo 070 pu de reativos à rede b O valor da corrente de excitação 𝑖𝑓 ao funcionar subexcitado absorvendo 030 pu de reativos da rede 30 pontos QUESTÃO 2 Considerar que para a máquina síncrona referenciada na questão anterior QUESTÃO 1 funcionando sob condições nominais a queda de tensão sobre a reatância de dispersão seja de 40 Voltfase quando interligada a uma instalação industrial No caso determinar a O fator de saturação 𝑘𝑠 do seu circuito magnético por pólo b O valor da reatância síncrona 𝑋𝑠𝑆𝐴𝑇 correspondente ao estado saturado c O valor da corrente de campo 𝑖𝑓 sob carga 40 pontos QUESTÃO 3 Um motor assíncrono trifásico 5 CV 3680 Watt 380 Volt entre fases 60 Hz 1740 rpm possui as seguintes constantes em ohmfase referidas à frequência da alimentação r1 2139 x1 0840 r2 0966 x2 1119 e xm 4011 Considerar ainda que as perdas mecânicas e no ferro variem com o escorregamento segundo a expressão 𝑃𝑀𝐸𝐶𝐹𝑒 1 𝑠 296 𝑊𝑎𝑡𝑡 No caso determinar a Os valores do fator de potência e do rendimento operacional à plena carga b A relação entre os torques máximo no eixo e de partida do motor 30 pontos 2 7500 VA 380 V Y 60 HZ PÓLOS 1505 fp 08 ind Vcaif 1000if vi f LINEAR Vcaif 479400 if 7 LINEAR 0364 if Iacc if 41666 if R 17 CONDIÇÕES NOMINAIS ΔVL 40 V LT A FATOR DE SATURAÇÃO K10 Ianom 7500 3 380 1139 XL ΔVL IANOM 40 1139 351 xpcaso uso 105 xl 368 Op Vt jxp Ia Op 3803 j 368 1139L36 36 Op 24683 780 if p CASO LINEAR if Vcp 1000 24683 1000 02468 if pj CASO Ñ LINEAR Vpif 479400 if 0364 if 24683 0364 if 479400 if 23257 if 8984 if 03263 ENTÃO K10 if Vpca if Vpente 03863 02468 K10 15651 B XSSAT xmns Xm K10 Xmnsat xl K10 XP NSAT VNOM IACC1 3803 2404 191248 Iacc1 41666 0219 91248 xmns 2404 351 15651 1312 LOGO xsSAT xmns xp 1312 368 xsSAT 1679 C if 50 CARGA Eq DA RETA DE POTIER Epif IVp Linha if Vp ca if Epif 42752 03863 if Epif 110071 if Ef carga Vtnom j xsSAT Ia Ef carga 3803 j 1679 1139 L3686 Ef carga 21160 6 40 SUBSTITUINDO NA EQ 21160 1 100671 itcarga it carga Dados 80CV 3680 w 380 V Y 60 HZ 1740 RPM r1 2139 x1 0840 r2 0966 xe 1119 xm 4011 Rrcec Fe 1 5 296 w A FATOR DE POTÊNCIA E RENDIMENTO OPERACIONAL À PLENA CARGA j0840 2139 j4011 31119 53 R 120 f p P 12060 1740 4 pólos Rn 120 60 4 1800 RPM LOGO δ 1800 1740 1800 0033 ENTÃO n05 0966 00333 29009 FAZENDO O PARALELO j4011 IIj11119 29009 Zeq 183642 j41009 I1 3803 205032 j14849 866 3591 LOGO fp 081 ind Iđ j 4011 29009 j 41829 I1 Izi 68953 ENTÃO Pg 3 68953² 29009 Pg 413771 PMEC 15Pg PMEC 1 00333 413771 PMEC 399992 w Peso Pmec Pmec Fe 399992 15 296 371378 w LOGO η Psaro Pentarde 371378 1740 2π 60 1 pc 2038 Nmm Pentarde 3380866 cos 35 a1 Pentarda 461681 w LOGO η Psaro Pentarda 371378 461681 8044 B RELAÇÃO ENTRE TORQUE MÁXIMO NO EIXO E DE PARTIDA SOLICITAÇÃO DE TORQUE MÁXIMO Zth j xm r1 jx1 r1 j xm x1 j 4011 2139 j 0840 2139 j 4011 0840 2096 j 09296 RESOLUÇÃO DO EXAME FINAL 20212 ESTUDOS PARA FINAL 1 Dados 7500 VA 320 V Y 60 HZ PÓLOS 1505 fp 08 ind Circuito Aberto Vcaif 1000if vlfase TRECHO LINEAR Circ Aberto Vcaif 479400 if vlfase TRECHO Ñ LINEAR 0364 if Curto circuito Iacc if 41666 if A 17ar MÁQUINA COMO GERADOR CAPACIDADE DE 090 POU 08 P 2021 125 Ixm 2187 060 POU Vt tg1 07 06 4940 ZBASE 380² 7500 1925 Ω Caso NÃO Saturado if Vca 1000 3803 1000 0219 A FASe Iacc 41666 0219 914 A FASe Z₅ 380 3 914 24 Ω Fase XsSAT pu 24 1925 125 A Ef 1 0 j 125 1 3687 202 2974 pu Inicial Q 07 EF Vt Xm cos δ Vt² Xm 15 202 1 125 cos δ 15 1616 cos δ cos δ 0928 δ 2187 P Vt Ia cos φ 06 1 Ia 065 Ia 0923 pu if 0443 A B COMO NÃO TEMOS LIMITAÇÃO Q 03 P 08 tg¹ 03 08 φ 2056 08 1 Ia cos 2056 Ia 08 094 085 pu Ėf 1 j 125 085 2056 118 5778 25888 if 0259 A VTH j xm r1 j xm x1 Va VTH j 4011 2139 j4011 0860 380 3 VTH 21460 299 σTmáx r2 rth² xth x2² σTmáx 0966 2046² 09296 j1116² σTmáx 0333 ENTÃO Γ2 5 0966 0333 290 2αq 2731 j12807 Ĩ1 380 3 487 j 21007 Ĩ1 4130 2353 Ĩ2 VTH rth r2 5² xth x2² Ĩ2 21460 2046 290² 09296 1116² Ĩ2 40094 A Pg 3 40094² 290 1398550 W PMCC 15Pg 10333 1398550 PMCC 932832 Peixo PMCC PMEC Fe 932832 10333 296 913089 W Λmáx Peixo ws 15 913089 1800 π30 10333 Λmáx 7262 nm NA PARTIDA 51 2αq 09137 j111 Ĩ1 380 3 30627 j 195 Ĩ1 6057 3257 Ĩ2 j4011 0966 j1220 j 6057 Ĩ2 5890 λpartida Pg ws 3 r2 Ĩ2² 1800 π60 1005377 18849 λp 5333 logo A RELAÇÃO É DADA POR Λmáx λp 7262 5333 136