Lista de Exercícios: Motor de Indução - Máquinas Elétricas I

Universidade Federal de Itajubá Campus de Itabira 2 Lista de Exercícios EELi16 Máquinas Elétricas I Página 1 Lista de Exercícios EELi16 Professor Ivan Faria Assunto Motor de Indução Questões Teóricas 1 Quais são basicamente as duas partes que compõem um MIT Em qual dessas duas partes é originado o campo girante 2 Mostre o enrolamento simples de uma armadura com 4 pólos em um MIT cujo estator tem 24 ranhuras Com o mesmo estator mostre como se deve montar as bobinas para que o motor passe a ter 2 pólos 3 Mostre através do caso anterior como se faz a inversão do sentido de rotação do campo girante 4 Demonstre ser I2 uma função do escorregamento s 5 Proporcionalmente quem tem maior corrente em vazio um transformador ou um MIT Por quê 6 Demonstre como a velocidade relativa entre o campo magnético girante e o rotor influencia a tensão induzida no rotor do motor de indução durante a partida da máquina 7 Como um motor de indução desenvolve conjugado 8 Por que é impossível para um motor de indução operar na velocidade síncrona 9 À medida que o rotor vai se acelerando a corrente solicitada pelo estator vai diminuindo Por quê 10 Quando um motor trabalha subcarregado o que acontece com o valor de seu fator de potência Por quê 11 Por que por vezes devese reduzir a corrente de partida do MIT 12 No processo de partida YΔ demonstre quanto vale MPYMPΔ e IPYIPΔ Universidade Federal de Itajubá Campus de Itabira 2 Lista de Exercícios EELi16 Máquinas Elétricas I Página 2 Questões Envolvendo Cálculos 13 Um motor de indução trifásico com rotor do tipo gaiola tem os seguintes dados de catálogo PN 90 kW VN 440 V nN 3560 rpm IP 6IN MP 3MN MK 32MN N 93 cosN 091 Calcule a Os valores dos conjugados nominal de partida e máximo b Os valores das correntes nominal e de partida 14 Um motor de indução trifásico de 150 HP apresenta os seguintes dados mostrados na Tabela 1 Tabela 1 Dados de placa do MIT de 150 HP PN HP VN V IPIN MPMN MKMN fN Hz nN rpm 50 de carga 75 de carga 100 de carga ηN FP ηN FP ηN FP 150 220 77 22 30 60 3575 941 080 952 087 955 089 Pedese a A corrente nominal e de partida do motor b A corrente de operação do motor para o carregamento de 50 c O torque nominal máximo e de partida d O escorregamento nominal da máquina e O número de pares de polos do motor f A frequência do sinal de tensão induzida no rotor nas condições nominais 15 Um MIT de rotor gaiola de 100 hp 460 V 4 pares de polos foi submetido aos ensaios de medição de resistência a frio ensaio de rotor livre e rotor travado obtendo os seguintes dados RMédio DC 01525 Estrela Equivalente Ensaio Rotor Livre 460 V 60 Hz 40 A 50 kW Ensaio de Rotor Bloqueado 100 V 60 Hz 140 A 80 kW Sabendo que as perdas por atrito e ventilação valem 18 kW pedese a Determinar os parâmetros do circuito monofásico equivalente do MIT b Se este motor for conectado a uma rede trifásica de 460 V 60 Hz operando a 873 rpm determine a corrente de linha do motor a potência de entrada as perdas joule no rotor e a potência de saída do MIT fornecida a carga 16 Um motor de indução trifásico de rotor bobinado de 460 V 1740 rpm 60 Hz quatro polos ligado em Y classe de isolação F e fator de serviço 115 tem os seguintes parâmetros por fase r1 025 r2 02 x1 x2p 05 XM 30 As perdas por atrito e ventilação são iguais a 1700 W Observação desconsiderar RM Pedese a A corrente de partida direta do motor b O torque no instante da partida c O escorregamento a plena carga d A corrente de linha a plena carga e A relação IPIN f O fator de potência a plena carga g O conjugado nominal h O rendimento do MIT a plena carga i O escorregamento para o máximo torque sK j O conjugado máximo MK Universidade Federal de Itajubá Campus de Itabira 2 Lista de Exercícios EELi16 Máquinas Elétricas I Página 3 k O diagrama do fluxo de potência desse motor 17 Um MIT de 150 kW com rotor em gaiola apresenta os seguintes dados de placa conforme mostrado na Tabela 2 Tabela 2 Dados de placa do MIT de 150 kW PN 150 kW MKMN 26 VN 380 V ηN 92 f 60 Hz FPN 090 nN 1780 rpm IPIN 68 MPMN 23 FPRotorTravado 030 Pedese a MP e MK em Nm b Tendose obtido por ensaio PAV 157 kW quanto vale a perda joule no rotor a plena carga c Quanto vale a frequência da tensão induzida no rotor d Se o motor partir através de uma chave compensadora ligada no tap de 80 da tensão nominal é possível o mesmo acionar uma carga de conjugado constante e igual a 80 do nominal do motor MC 08 MN e Para o caso do item anterior o tempo de partida aumenta ou diminui Por quê 18 Considere o conjunto de cinco motores de indução alimentados por um transformador de 1 MVA conforme mostrado na Figura 1 138 kV M1 M2 M3 M4 M5 460 V 1 MVA 138 kV 460 V Z 5 R 1 M1 e M2 PN 150 kW VN 440 V nN 1780 rpm IPIN 68 MPMN 23 MKMN 26 ηN 92 FPN 090 FPCC 035 M3 PN 220 kW VN 440 V nN 1790 rpm IPIN 71 MPMN 20 MKMN 29 ηN 92 FPN 090 FPCC 032 M4 e M5 PN 185 kW VN 440 V nN 1790 rpm IPIN 76 MPMN 24 MKMN 25 ηN 963 FPN 087 FPCC 034 Figura 1 Conjunto de motores alimentados por um transformador de 1 MVA Para este conjunto pedese a A potência ativa consumida pelos motores e o fator de potência do conjunto nas condições nominais