Prova Final Maquinas Eletricas - Avaliacao de Alternador Sincrono

DEECEEIUFCG MÁQUINAS ELÉTRICAS 20211 EXERCÍCIO FINAL DE AVALIAÇÃO TURMA 1 ALUNOAMATRÍCULA INSTRUÇÕES 1 DURAÇÃO Das 800 hr às 1059 hr 28052021 2 VALIDADE Somente serão consideradas VÁLIDAS as provas enviadas ao email correspondente até o limite temporal acima estabelecido Provas enviadas após o limite estabelecido NÃO SERÃO CONSIDERADAS VÁLIDAS para efeito de PONTUAÇÃO do Exercício 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 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 igual a 3000 ohmfase foi submetida a ensaios experimentais cujas características foram aproximadas pelas seguintes funções Circuito Aberto Voltfase trecho linear 𝑉𝐶𝐴 𝑖𝑓 1000 𝑖𝑓 Circuito Aberto Voltfase trecho 𝑉𝐶𝐴 𝑖𝑓 479 400 𝑖𝑓 0 364 𝑖𝑓 nãolinear Curto Circuito Afase 𝐼𝑎𝐶𝐶 𝑖𝑓 41 666 𝑖𝑓 a Determinar os valores das reatâncias síncronas em ohmfase e em por unidade pu correspondentes aos estados não saturado e saturado aproximação da máquina b Determinar o valor da corrente de excitação da máquina 𝐴𝐶𝐶 correspondente ao funcionamento sob condições nominais considerando o estado não saturado de operação c Determinar qual seria o valor da força eletromotriz gerada caso refletida sobre a característica de circuito aberto 30 Pontos QUESTÃO 2 As figuras em anexo apresentam partes das características de circuito aberto curto circuito e de fator de potência nulo de um alternador de 15 kVA 220 Volt entre fases 4 pólos salientes 60 Hz e fator de potência nominal igual a 092 indutivoPara o alternador referenciado determinar a corrente de excitação sob carga e a regulação da máquina considerando pelo método de 𝑖𝑓𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 𝑋𝑞 0 65 𝑋𝑑 Potier para circulação da corrente nominal de armadura 40 Pontos QUESTÃO 3 Um motor assíncrono trifásico 75 CV 55200 Watt de dupla tensão 60 Hz categoria N 177318 rpm possui as seguintes constantes em ohmfase referidas à frequência da alimentação r10082 x10167 r20101 x20241 xm8103 bem como Perdas mecânicas e no ferro variando com o escorregamento segundo Admitindo que o motor venha a ser interligado a 𝑃𝑑𝑀𝐸𝐶𝐹𝑒 1 𝑠 3910 𝑊𝑎𝑡𝑡 uma rede de 380 Volt por meio de uma chave estrelatriângulo e 𝑌 relativamente ao nível de corrente circulante no enrolamento do estator 𝐼1 determinar a A relação entre as correntes de partida e de plena carga 𝐼𝑃𝐴𝑅𝑇𝐼𝐷𝐴 𝐼𝑃𝐶 b Para um chaveamento correspondente a 90 da rotação síncrona as Ω𝑠 correntes circulantes antes e após tal evento 30 pontos Pora o trecho não linear Vcaifca 4794if 0364 if Vnom 479if 380 3 0364 if if 4794 380 3 7986 if 0307 A Iacc 41666 if 41666 0307 1279 A Zssat Vtnom Iacc 380 3 1279 1715 Ω fase Xssat Zssat2 Ra21 1688 Ω fase Xssat μ 1688 1925 088 μ 2 Ef Vt RaIA j Xsd sat IA 380 3 314 3687 j 2387 114 3687 EF 45497 2568 V Pora o trecho linear Vcarif 1000 if if 45497 1000 0455 A 3 Vcarif 4794 if 0364 if 4794 0455 0364 0455 26633 V Prova 20211 1 S 7500 VA Vl 380 V FP 08 ct Ø 3687 Ra 3 Ωpas VCA ifL 1000 if Iacc if 41666 if VCA ifCA 4794if 0364 if a S 3 Vl Il Inom S 3 Vlnom 7500 3 380 1140 A Zbase Vl2 S 3802 7500 1925 Ω fase Pora o trecho linear Vcar ifL 1000 if Vtnom if 250 3 1000 0219 A Iacc 41666 if 41666 0219 912 A ZSNSat Vtnom Iacc 380 3 912 2406 Ω fase Xs NSat ZS NSat2 Ra2 2406 2 32 2387 Ωpase Xs NSat pi 2387 1925 124 μ 2 S 15 kVA 4 pólos salientos Ø 2307 Vl 220 V FP 092 at if carga e a Reg Xq 065 Xd Potior 1 Inom S 3 Vlnom 15103 3 220 3936 A ΔVl 45 V 3 XL Δvl Inom 45 3 3936 066 Ω fase 2 Pora pólos salientos Xr 120 XL 0792 Ω fase 3 Vp Vt j XpIa Vp 220 3 j 0792 3936 2307 Vp 14215 1164 V 3p Vp 24622 1164 V 4 Ks μ Vbca if VpL 53 44 120 S Xm XsNSAT XL XsNSAT Vt IA NOM LINEAR 220 3 36 Xm 353 066 XsNSAT 352 Ω fase Xm 287 Ω fase Xmn Xm Ks 287 12 239 Ω fase XsSAT Xmn Xp 239 0792 318 Ω fase 6 EF CARGA Vt j XsSAT IA 220 3 j 318 3936 2307 EF CARGA 21038 3319 V 3Φ 36438 3319 V 7 EO3Φ 300V EO1Φ 17320 V Reg EO V V 17320 220 3 220 3 100 3636 ALTERNADOR 3Ø 15 KVA 220 VOLT Y ROTOR LISO 4 PÓLOS 60 Hz cosØ 08 ind Medição de Resistência Fase A FRIO 4741 4124 480 4221 2574 431A A QUENTE 170V 362 A 196V 370 A 224V 386A INJEÇÃO DE CORRENTE CONTÍNUA POR DUAS FASES MÉDIA Tensão em Vario Escale unreadable Fuerza E Volts Corrente de Cuirent Afafoa Jp B0 IP C0 Cos efO Vo Refa de pótun Exetração A 50 100 150 0 43 A OA 43 OAA 43 3 Wn 177318 rpm fh 60 Hz VL 380V m2 0082 X1 0167 m2 0101 X2 0241 Xm 8103 Ω fase Pd MEC FE 1β 3910W fn Wn 60 29553 Hz a Para condição de plena carga Z1 ZF jXm Z2 Z2 m2 s j X2 Vt I1 ZF βs Polos 2 μ Polos 2 βs fn 260 29553 Polos 4 Wn 60 2 1 β Polos 120 60 4 1 1800 rpm s 1800 177318 1800 0015 ZF j 8103 0101 0015 j 0241 0101 0015 j 0241 j 8103 384 j 334 Ω 509 4095 Ω I1 VL ZF Z1 380 3 509 4095 0082 0167 4169 4674 A Para Condição de partida s1 ZF j 8103 0101 j0241 0101 j0841 j8103 025 6796 Ω I1 Vt ZFZ1 380 5 025 6796 0082 j0167 50346 6620 A Por fim IPARTIDA IPC 50346 4169 1208 b Wn 1800 09 1620 rpm NÃO SEI SE TA CERTO p 1800 1620 1800 01 ZF j 8103 0101 01 j 0241 j 8103 0101 01 j 0241 1 2032 Ω I1 Vt Z1 ZF 380 3 1 2032 0082 j0167 19210 2676 A 20211 final 1 7500 VA 380 V 60Hz Ra 3Ωfase FP08 INOM S 3 Vl 1139 A Zbase Vt² S 1925 Ω a Pl não saturado if035 A ZNSAT 1000 035 43666 035 24 Ω XNSAT 24² 3² 2381 Ω ou 125 pu Pl saturado 380 3 4794 if 0364 if 380 3 if 4794 if 380 3 0364 if 03071 A ZSAT 380 3 43666 if 1735 Ω XSAT 1735² 3² 1689 Ω ou 088 pu b Ef Kif Pl estado não saturado 3803 1000 if if02194 A K 380 3 02194 1000 Ef 380 3 3 1139 3687 j 2381 1139 3687 45414 2563 V if04541 A c Ef 4794 04541 0364 04541 26610 V 2 SEM IMAGENS 3 a 0082 0167 0241 Zeq1 380 3 I1 j8103 I2 0001 5 Sob condições de partida s1 Zeq1 0095 j0235 Ω IPARTIDA 380 3 0082 j0167 0095 j0235 IPARTIDA 49948 6624 A Condições de plena carga s Ωs Ω Ωs 00149 Zeq1 3851 j 3363 Ω IPC 380 3 0082 j0167 3851 j3363 4151 4391 A IPARTIDA IPC 1203 b Ω09Ωs1620 s01 Zeq1 0939 j0348 Ω Antes do chaveamento I 380 3 0082 j0167 0939 j0348 19186 2677 A Depois do chaveamento I 380 0082 j0167 0939 j0348 33230 2677 A