Prof. José Alberto Marques

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1 Prof. José Alberto Marques 1

2 Regras das aulas de Laboratório de Máquinas Elétricas: 1 - O relatório só será aceito no prazo de 2 semanas após o ensaio. 2 - O relatório deverá estar totalmente preenchido e as respostas corretas para ser contabilizado. 3 - Não será aceito trabalhos realizados por computador. 4 - Os gráficos deverão ser feitos em papel milimetrado, cada gráfico em uma folha. 5 - As reposições de ensaios deve ser feito dentro do intervalo de provas, ou seja, se o ensaio foi realizado dentro da P1 a reposição não poderá ser realizado no intervalo da P As reposições devem ser marcadas com antecedência, junto ao professor de laboratório. 7 - O relatório só será aceito, caso aluno tenha comparecido a aula correspondente. 8 - Fatores de laboratório: 7 relatórios aceitos Fator 1.10 sobre a média final 6 relatórios aceitos Fator 1.05 sobre a média final 5 relatórios aceitos Fator 1.00 sobre a média final 4 relatórios aceitos Fator 0.90 sobre a média final 3 relatórios aceitos Fator 0.80 sobre a média final 2 relatórios aceitos Fator 0.80 sobre a média final 1 relatórios aceitos Fator 0.70 sobre a média final 0 relatórios aceitos Fator 0.70 sobre a média final 10 - Avaliação Laboratorial: - Nota de laboratório terá peso de 30% sobre a média de cada prova. Sendo esta avaliação será dividida em 2 partes. 1º Parte avaliação prática que corresponderá em 50 % do valor da nota de laboratório. E deverá ser feita na semana oposta a avaliação de teoria, sendo agendada pelo prof. de Laboratório. Cada erro na montagem resultará na redução de 25% da nota correspondente, sendo o máximo de 3 erros permitidos, caso a quantidade de erros for maior que o permitido a nota será Zero. 2º Parte avaliação escrita que corresponderá os outros 50 % do valor da nota de laboratório. E deverá ser feita junta a avaliação de teoria A P3 será feita a partir da necessidade individual do aluno Os deverão constar Nome, Número e Data da realização do ensaio e entrega. - Fundamento de Máquinas Elétricas - Vicente Del Toro 2

3 Livro texto: - Fundamento de Máquinas Elétricas - Vicente Del Toro Conversão, Transformadores e Máquinas elétrica Rotativas CC e CA Bibliografia recomendada: - Eletromecânica - vol Aurio Gilberto Falcone Conversão de eletromecânica e Transformadores - Eletromecânica - vol Aurio Gilberto Falcone Máquinas elétrica Rotativas CC e CA - Máquinas Elétricas - A. E. Fitzgerald Transformadores e Máquinas elétrica Rotativas CC e CA - Máquinas Elétricas vol M. Kostenko. Transformadores e Maquinas Rotativas CC - Máquinas Elétricas vol M. Kostenko. Máquinas elétrica Rotativas CA - Máquinas Elétricas - Irwin I. Kosow Conversão, Transformadores e Máquinas elétrica Rotativas CC e CA - Ensaios de Máquinas Elétricas Alfonso Martignoni Ensaios em máquinas elétricas - Seleção e Aplicação de Motores Elétricos Orlando Sílvio Lobosco Aplicação, Seleção, Ensaios e Proteção de Motores de indução - Introdução a sistemas Elétricos de Potência Carlos C. B. de Oliveira Estudo dos Circuitos Polifásicos simétricos e assimétricos, PU e componentes simétricas - Normas da ABNT: - Motores Indução - Especificação - NBR Motores Indução Potência - NBR Máquinas Girantes - NBR5457 3

4 Segurança Pessoal Observar o seguinte: 1 Choque em 380 V (tensão entre linhas de um sistema trifásico) imobiliza a pessoa (diz-se informalmente que gruda na rede), pois significa 220 V entre ela e a terra. Portanto, NUNCA LIGAR AS MÁQUINAS PARA ESTA TENSÃO. 2 Choque em 220 V (tensão entre linhas de um sistema trifásico, 127 V entre a pessoa e a terra) pode imobilizar, dependendo das condições da pele e saúde. Pele molhada (chuva ou simplesmente suor) significa alta probabilidade de imobilização. Também problemas cardíacos e hipersensibilidade de certas pessoas aumentam esta probabilidade. Portanto, EVITE AO MÁXIMO QUALQUER CONTATO COM PARTES ENERGIZADAS, MESMO EM BAIXA TENSÃO. BIBLIOGRAFIA: biblioteca) Manual de Instalações Elétricas da Pirelli/Cotrim (tem na 3 Todo acoplamento de máquinas rotativas deve ter um protetor contra escape de peças quando em rotação. Os equipamentos mais antigos não possuem esta proteção, portanto ficar longe do plano perpendicular ao eixo e que passa pelo acoplamento. 4 Ao término da experiência, ANTES DE DESCONECTAR QUALQUER CABO, tirar todos os plugues das tomadas (senão os cabos permanecerão energizados, ocorrendo curtos-circuitos e choques) 5 Todos os alunos devem conhecer o disjuntor geral de sua bancada para, em qualquer emergência, desligá-lo rapidamente. 4

5 1 RELATÓRIO ENSAIO EM VAZIO DO TRANFORMADOR 1.1) Preparação: Anotar dados de placa. Transformador Potência Nominal Sn (VA) Tensão entrada (V1) Tensão saida (V2) Corrente entrada (I1) Corrente saida (I2) Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos: Aparelho Escala Quantidade Wattímetro monofásico 1 Multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 25 A (AC) 1 Voltímetro V (AC) 1 Varivolt monofásico V (AC) 1 Transformador monofásico Execução: Para determinação da relação de tensões, aplicar uma tensão V1 (primário) e anotar: V1 = (V) V2 O = (V) 5

6 Ligar o trafo em uma fonte de tensão, conforme esquema: A1 220 Vac 60 HZ V1 V2 Variador de Tensão + - A + - Wattímetro 1 V TRAFO 1: Para tensão e freqüências nominais, anotar: INSTRUMENTO A V W GRANDEZA Io (A) V1 (V) Po(W) VALOR LIDO Ligar o trafo em uma fonte de tensão, conforme figura a seguir: 220 Vac 60 HZ A1 Contator TRAFO 1:1 6

7 Obs : O amperímetro usado deve possibilitar em torno de no mínimo 20 X Io Observar a deflexão máxima da indicação do amperímetro: I = (A) 1.3) Análise: Determine a corrente à vazio em porcentagem da nominal: Io Io% Determine a relação de transformação: KT = Determine o fator de potência à vazio e as correntes Iw e Idw: COS 0 IDW IW Determinar os parâmetros do ramo de magnetização, utilizando as representações: ZM R MP X MP R MS X MS Comparar os valores Iw e Idw, justificando a resposta: 7

8 Analisar o problema das perdas, quando se trabalhar com um trafo de 50 hz em 60 hz Explicar o que ocorreria se aplicarmos Corrente Contínua no trafo o que ocorreria. Por que? Provar matematicamente Se caso mudássemos o núcleo do trafo para um de ferro maciço o que ocorreria com as perdas. Por que? Explique quais as impedâncias possíveis serem levantadas neste tipo de ensaio? E Porque? 8

9 Dados: Ensaio 01 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / - Para determinação da relação de tensões, aplicar uma tensão V1 (primário) e anotar: V1 = (V) V2 O = (V) - Para tensão e freqüências nominais, anotar: INSTRUMENTO A V W GRANDEZA Io (A) V1 (V) Po(W) VALOR LIDO - Observar a deflexão máxima da indicação do amperímetro: I = (A) Análise: - Determine a corrente à vazio em porcentagem da nominal: Io Io% - Determine a relação de transformação: KT = 9

10 - Determine o fator de potência à vazio e as correntes Iw e Idw: COS 0 IDW IW Determinar os parâmetros do ramo de magnetização, utilizando as representações: ZM R MP X MP R MS X MS - Comparar os valores Iw e Idw, justificando a resposta: - Analisar o problema das perdas, quando se trabalhar com um trafo de 50 hz em 60 hz. 10

11 - Explicar o que ocorreria se aplicarmos Corrente Contínua no trafo o que ocorreria. Por que? Provar matematicamente. - Se caso mudássemos o núcleo do trafo para um de ferro maciço o que ocorreria com as perdas. Por que? - Explique quais as impedâncias possíveis serem levantadas neste tipo de ensaio? E Porque? 11

12 2 RELATÓRIO ENSAIO DE CURTO CIRCUITO DO TRANFORMADOR Preparação: Anotar dados de placa. Transformador Potência Nominal Sn (VA) Tensão entrada (V1) Tensão saida (V2) Corrente entrada (I1) Corrente saida (I2) Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos: Aparelho Escala Quantidade Wattímetro monofásico 1 Multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 25 A (AC) 1 Voltímetro V (AC) 1 Varivolt monofásico V (AC) 1 Transformador monofásico 1 12

13 2.2 - Execução: Ligar o trafo a uma fonte (tensão variável, sob freqüência nominal, alimentado o primário e curto circuitando o secundário conforme figura abaixo. A1 220 Vac 60 HZ V1 A2 Variador de Tensão + - A + - Wattímetro 1 V TRAFO 1: Anotar para diversos valores de tensão: V1 Vcc (V) A1 I (A) 13

14 Para valor correspondente as características nominais (Corrente Nominal), anotar: Instrumento V1 W1 A1 Grandeza Vcc (V) Pcc (W) I (A) Valor Lido Análise: Construir e comentar sobre a característica de curto circuito (Vcc x I). Utilizar folha milimetrada Calcular a porcentagem da tensão primária de curto circuito relativa à tensão primária nominal para I = In. Vn Vcc Vcc % Calcular o valor da impedância, resistência e reatância equivalentes. Zeq Req Xeq Determinar para o trafo ensaiado as perdas nos enrolamentos. Sabendo-se que: Pcc = Pa + Pv Onde: Po = Potência Ativa Pa = Perdas adicionais, aproximadamente 15 % Po Pv = Perdas no enrolamento. Pv (W) Quais as vantagens de um trafo que tenha um grande Vcc em sistemas elétricos? 14

15 Durante o ensaio em Curto Circuito, o que ocorre com o valor da indução do núcleo do trafo? Justifique No nosso ensaio logicamente limitamos a corrente para um valor igual ao nominal. Por que mesmo o trafo em corrente nominal a potência ativa teve um valor tão baixo? Por que? Se utilizássemos um trafo com entrada de 110 (Vac) nominal e alimentarmos em 220 (Vac), se o mesmo não queimasse poderíamos dobrar a capacidade da potência do mesmo? Por que? Quais as impedâncias possíveis de serem levantadas neste ensaio? E por que? 15

16 Ensaio 02 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Dados: - Anotar para diversos valores de tensão: V1 Vcc (V) A1 I (A) - Para valor correspondente as características nominais (Corrente Nominal), anotar: Instrumento V1 W1 A1 Grandeza Vcc (V) Pcc (W) I (A) Valor Lido Análise: - Construir e comentar sobre a característica de curto circuito (Vcc x I). Utilizar folha milimetrada 16

17 - Calcular a porcentagem da tensão primária de curto circuito relativa à tensão primária nominal para I = In. Vn Vcc Vcc % - Calcular o valor da impedância, resistência e reatância equivalentes. Zeq Req Xeq - Determinar para o trafo ensaiado as perdas nos enrolamentos. Sabendo-se que: Pcc = Pa + Pv Onde: Po = Potência Ativa Pa = Perdas adicionais, aproximadamente 15 % Po Pv = Perdas no enrolamento. Pv (W) - Quais as vantagens de um trafo que tenha um grande Vcc em sistemas elétricos? - Durante o ensaio em Curto Circuito, o que ocorre com o valor do fluxo magnético no núcleo do trafo? Justifique. 17

18 - No nosso ensaio logicamente limitamos a corrente para um valor igual ao nominal. Por que mesmo o trafo em corrente nominal a potência ativa teve um valor tão baixo? Por que? - Se utilizássemos um trafo com entrada de 110 (Vac) nominal e alimentarmos em 220 (Vac), se o mesmo não queimasse poderíamos dobrar a capacidade da potência do mesmo? Por que? - Quais as impedâncias possíveis de serem levantadas neste ensaio? E por que? 18

19 3º RELATÓRIO - DETERMINAÇÃO DE VALORES DE REGULAÇÃO Preparação Anotar os dados de placa do transformador. Transformador Potência Nominal Sn (VA) Tensão entrada (V1) Tensão saida (V2) Corrente entrada (I1) Corrente saida (I2) Calcular e anotar as correntes nominais do transformador Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos: Aparelho Escala Quantidade Wattímetro monofásico 2 multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 2 Amperímetro 0 25 A (AC) 2 Voltímetro V (AC) 2 Varivolt monofásico V (AC) 1 Transformador monofásico 1 19

20 3.2 - Execução Colocar uma carga variável no secundário do transformador como se indica a seguir: A1 A2 220 Vac 60 HZ V1 V2 R R R R R R Contator + - A + - Wattímetro 1 V TRAFO 1:1 A V Wattímetro 2 Banco de Resistência Para diversos valores de I 2 e cos carga = constante e sabendo que I 2N = (A); registrar: Instrumento W 1 V1 A1 W 2 V2 A2 I 2 /I 2N Ps.100/Pe Grandeza Pe(W) V 1 (V) I 1 (A) Ps(W) V2 (V) I2 (A) f.c N% R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6 R/7 R/8 R/9 R/10 R/11 R/12 20

21 3.3 - Análise Com os dados da tabela obtida no item 3.2.2, traçar a curva N% x fc Compará-la com a teoria, classificando o transformador ensaiado (força ou distribuição) Determinar para dois valores quaisquer, as respectivas regulações de tensão. Reg 1 % = Reg 2 % = Supondo que R% = 5% e X% = 6% do trafo em questão, calcular novamente a regulação para as cargas do item acima, utilizando a fórmula aproximada Necessita-se do ensaio em vazio para determinação da regulação do transformador? (Explique) 21

22 Por que um transformador bem projetado é normalmente mais eficiente que a máquina girante que ela alimenta? É possível que um transformador tenha uma regulação negativa? (Explique) Por que cargas em atraso apresentam uma regulação pior que cargas com fator de potência unitário? 22

23 Ensaio 03 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Dados: - Para diversos valores de I 2 e cos carga = constante e sabendo que I 2N = (A); registrar: Instrumento W 1 V1 A1 W 2 V2 A2 I 2 /I 2N Ps.100/Pe Grandeza Pe(W) V 1 (V) I 1 (A) Ps(W) V2 (V) I2 (A) f.c N% R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6 R/7 R/8 R/9 R/10 R/11 R/12 Análise - Com os dados da tabela obtida no item 3.2.2, traçar a curva N% x fc 23

24 - Compará-la com a teoria, classificando o transformador ensaiado (força ou distribuição). - Determinar para dois valores quaisquer, as respectivas regulações de tensão. Reg 1 % = Reg 2 % = - Supondo que R% = 5% e X% = 6% do trafo em questão, calcular novamente a regulação para as cargas do item acima, utilizando a fórmula aproximada. - Necessita-se do ensaio em vazio para determinação da regulação do transformador? (Explique) 24

25 - Por que um transformador bem projetado é normalmente mais eficiente que a máquina girante que ela alimenta? - É possível que um transformador tenha uma regulação negativa? (Explique) - Por que cargas em atraso apresentam uma regulação pior que cargas com fator de potência unitário? 25

26 4º RELATÓRIO DETERMINAÇÃO DA POLARIDADE TRANSFORMADOR MONOFÁSICO E DEFASAMENTO ANGULAR TRANSFORMADOR TRIFÁSICO Preparação: Anotar dados de placa. Transformador Potência Nominal Sn (VA) Tensão entrada (V1) Tensão saida (V2) Corrente entrada (I1) Corrente saida (I2) Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos: Aparelho Escala Quantidade Conjunto de pilhas 1 multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 2 Amperímetro 0 25 A (AC) 2 Voltímetro V (AC) 2 Varivolt monofásico V (AC) 1 Transformador monofásico 1 26

27 4.2 - Execução: Pelo método de golpe indutivo, determinar a polaridade do trafo. Montar o esquema abaixo: Voltímetro + H1 BATERIA - H2 TRAFO 1:1 Obter deflexão positiva ao se ligar a fonte c.c., estando a chave na posição 1. Nesta posição, estar-se-ia observando a tensão entre os terminais H 1 e H 2. Em seguida, coloca-se a chave na posição 2. Desliga-se, a corrente de alimentação, observando o sentido de deflexão do voltímetro. Quando as duas deflexões são em sentido opostos, a polaridade é subtrativa, quando no mesmo sentido é aditiva. Essas conclusões são baseadas na Lei de Lenz. 27

28 Determinação do defasamento angular Montar circuito abaixo: Ia1 Iab1 Trafo a2 OSCILOSCÓPIO Fonte AC Variável 3 fases 60Hz R S T a1 b1 Ib1 Ic1 Ibc1 Ica1 Vab1 Vbc1 Van2 n b2 Vbn2 n c2 Canal 1 Canal 2 c1 Vca1 Vcn2 n Desenhar forma de onda obtida. V(V) Vertical = Canal 01 V div Horizontal = (seg.) T 28

29 Alimentar o lado delta pela fonte ajustável 3φ e manter o lado estrela aberto, verificar as tensões (módulo e defasagem) e completar a seguinte tabela: Tensão Fase Primário (V) rms Tensão Linha Primário (V) rms Ângulo (Graus) 0 Tensão fase Secundário (V) rms Tensão linha Secundário (V) rms Ângulo (Graus) Defasagem (Graus) Relembrando o cálculo do defasamento ângulo. Podemos notar que V O está adiantado em relação a V O x. O V V O x θ = O 180 a b b a Análise: Identificar quais as tensões que estão adiantada ou atrasadas. Explicar se a seqüência de fase tem importância nestes resultados? Por que? De acordo com ABNT são padronizados 2 grupos de conexões para transformadores trifásicos. Qual do trafo analisado? 29

30 Cite uma aplicação em que é necessário o conhecimento de deslocamento angular? Calcule as tensões de linha no secundário em módulo e ângulo em um transformado delta estrela, sendo que a polaridade da fase b esta invertido. Sendo o trafo de relação entre as bobinas 1:1. O Sabendo-se que as tensões no primário sãov an 1 O 2 V bn = α ( V ) O V cn α Cite pelo menos 4 fechamentos de transformadores 3φ, explicando como ocorre o defasamento angular em cada um deles? Quais as finalidades para se determinar polaridade de transformadores monofásicos? Idem para defasamento angular para transformadores trifásicos? Sabendo-se o defasamento angular de um transformador trifásico, pode-se determinar a ligação dos enrolamentos primários e secundários? 30

31 Ensaio 04 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Dados: Tensão Fase Primário (V) rms Tensão Linha Primário (V) rms Ângulo (Graus) 0 Tensão fase Secundário (V) rms Tensão linha Secundário (V) rms Ângulo (Graus) Defasagem (Graus) - Desenhar forma de onda obtida: V(V) Vertical = Canal 01 V div Horizontal = (seg.) T Análise: Identificar quais as tensões que estão adiantada ou atrasadas. Explicar se a seqüência de fase tem importância nestes resultados? Por que? 31

32 - De acordo com ABNT são padronizados 2 grupos de conexões para transformadores trifásicos. Qual o do trafo analisado? - Cite uma aplicação em que é necessário o conhecimento de deslocamento angular? - Calcule as tensões de linha no secundário em módulo e ângulo em um transformado delta estrela, sendo que a polaridade da fase b esta invertido. Sendo o trafo de relação entre as bobinas 1:1. O Sabendo-se que as tensões no primário sãov an 1 O 2 V bn = α ( V ) O V cn α - Cite pelo menos 4 fechamentos de transformadores 3φ, explicando, como ocorre o defasamento angular em cada um deles? 32

33 - Quais as finalidades para se determinar polaridade de transformadores monofásicos? - Idem para defasamento angular para transformadores trifásicos? - Sabendo-se o defasamento angular de um transformador trifásico, pode-se determinar a ligação dos enrolamentos primários e secundários? 33

34 5º RELATÓRIO ENSAIO À VAZIO DE UM MOTOR DE INDUÇÀO TRIFÁSICO Preparação: Anotar dados de placa. Motor trifásico de indução (assíncrono) Potência (W) Tensão Nominal (V) Corrente Nominal (A) Fechamento Rotação (RPM) Número de Pólos Freqüência Nominal (HZ) Rendimento Fator de Potência Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos : Aparelho Escala Quantidade Wattímetro trifásico 1 multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 25 A (AC) 1 Voltímetro V (AC) 1 Varivolt trifásico V (AC) 1 Tacômetro 1 34

35 5.2 - Execução: Para execução do ensaio a vazio, alimentar o M.I.T. como mostra o esquema, onde o rotor está livre. Fonte AC Variável 3 fases 60Hz R S V1 A1 Motor Assíncrono Eixo T Contator 25A 25A R R R P1 P3 P2 Wattímetro Resistência de Partida Para um valor inicial de tensão igual a 120% do valor nominal, no caso de 220 (V), diminui-la gradativamente até que haja grandes variações de velocidade. V 1 (V) I o (A) W 1 (W) n (RPM) W o (W) Com um ohmímetro determinar r 1 (resistência de uma das fases). Efetuando em seguida sua correção para 75 0 C. Valor medido ( r ) r 1 Temperatura ambiente ( 0 C) r 1 ( 0 C) 35

36 5.3 - Análise Construir as curvas W o = f(v) e I o f(v), apresentando-as em anexo A partir das referidas curvas, segundo o que foi desenvolvido na parte teórica, determinar: W 0n (w) WA+V (w) W enr (w) W Fe (w) W enr (w) = 3.r1.(Io) Calcular os parâmetros: Z M R M X M Por que no ensaio a vazio do M.I.T. não existe perda no ferro do rotor? 36

37 Na curva I o = f(v), qual o motivo do acréscimo da corrente para um decréscimo de V, a partir de um certo valor de tensão para a qual a rotação cai? Por que o escorregamento aumenta muito no final do ensaio? Por que para iniciar o ensaio aumentamos a resistência de partida no máximo? E se não fizemos isso o que ocorrerá? E por que? Quais impedâncias possíveis de serem levantadas? E por que? 37

38 Ensaio 05 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Dados: - Para um valor inicial de tensão igual a 120% do valor nominal, no caso de 220 (V), diminui-la gradativamente até que haja grandes variações de velocidade. V 1 (V) I o (A) W 1 (W) n (RPM) W o (W) - Com um ohmímetro determinar r 1 (resistência de uma das fases). Efetuando em seguida sua correção para 75 0 C. Valor medido ( r ) r 1 Temperatura ambiente ( 0 C) r 1 ( 0 C) Análise: 38

39 - Construir as curvas W o = f(v) e I o f(v), apresentando-as em anexo - A partir das referidas curvas, segundo o que foi desenvolvido na parte teórica, determinar: W 0n (w) WA+V (w) W enr (w) W Fe (w) W enr (w) = 3.r1.(Io) 2 - Calcular os parâmetros: Z M R M X M - Por que no ensaio a vazio do M.I.T. não existe perda no ferro do rotor? 39

40 - Na curva I o = f(v), qual o motivo do acréscimo da corrente para um decréscimo de V, a partir de um certo valor de tensão para a qual a rotação cai? Por que o escorregamento aumenta muito no final do ensaio? Por que para iniciar o ensaio aumentamos a resistência de partida no máximo? E se não fizemos isso o que ocorrerá? E por que? Quais impedâncias possíveis de serem levantadas? E por que? 40

41 6º RELATÓRIO ENSAIO COM ROTOR TRAVADO DE UM MOTOR DE INDUÇÀO TRIFÁSICO Preparação: Anotar dados de placa. Motor trifásico de indução (assíncrono) Potência (W) Tensão Nominal (V) Corrente Nominal (A) Fechamento Rotação (RPM) Número de Pólos Freqüência Nominal (HZ) Rendimento Fator de Potência Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos : Aparelho Escala Quantidade Wattímetro trifásico 1 multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 25 A (AC) 1 Voltímetro V (AC) 1 Varivolt trifásico V (AC) 1 Termômetro 1 41

42 6.2 - Execução: Para execução do ensaio em curto, alimentar o estator como indicado, ligando-se as Fonte AC Variável 3 fases 60Hz R S V1 A1 Motor Assíncrono Eixo T Contator 25A 25A R R R P1 P3 P2 Wattímetro Resistência de Partida saídas do rotor em curto e, mantendo-o travado A partir de um valor mínimo aumentar a tensão aplicada até que tenhamos a indicação do amperímetro igual a corrente nominal, dependerá da característica de cada motor. Para este ponto, registrar: V 1 cc (V) V1cc em % V1 N W 1 I 1N (A) 42

43 Alimentando o estator com V 1N, abrir o circuito do rotor (o motor não irá girar) figura abaixo e medir a tensão nos terminais do secundário Vr (V). Calcular, posteriormente E2p. Fonte AC Variável 3 fases 60Hz R S V1 A1 Motor Assíncrono Eixo T Contator 25A P1 25A P3 VR P2 Wattímetro V 1 (V) E 1 (V) Vr (V) E 2p Análise Determinar R 1, Z 1, X 1, R 1 0 C, Z 1 ºC, r 2 0 C, r 2 0 C, x1, x 2p, x 2p r 1 = ( Ω ) (obtido exp. 05 à temperatura ambiente) I 1 (corrente de fase) = I 1N = (A) 3 43

44 R 1 = W j V I I 1 2 = ( Ω ) Z 1 = 11 CC = ( Ω) X 1 = 2 2 = ( Ω ) Z R R 1 ( t f 0 C ) = R1. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = ( Ω ) Z 1 ( t f 0 C ) = ( R1(tf ºC) 2 + Z1 2 ) 1/2 = ( Ω ) r 2 = R1 - r 1 == ( Ω ) r'2(tf ºC) =r'2. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = (Ω) r 2 ( t f 0 C ) = E E 2 2 p 1 * r 2 ( 0 t f C ) == ( Ω ) x 1 =X1* r 1 R ==> ( Ω ) 1 X 2p = X 1 - x 1 == ( Ω ) X 2p = E E 2 2 p 1 * x 2p === ( Ω ) 44

45 Por que quando abrimos o rotor do motor e aplicamos tensão no estator o motor não rotacional? Na situação anterior ( motor com rotor aberto e estator alimentado) se caso girarmos o rotor com a mão o que ocorrerá com a tensão e freqüência nos terminais do rotor? Por que o motor mesmo tendo a corrente nominal, conseguimos segura-lo com a mão? E por que? Explique quais as reatâncias podemos levantar a partir deste ensaio? E por que? 45

46 Ensaio 06 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Fonte AC Variável 3 fases 60Hz R S V1 A1 Motor Assíncrono Eixo T Contator 25A P1 25A P3 VR P2 Wattímetro Dados: - A partir de um valor mínimo aumentar a tensão aplicada até que tenhamos a indicação do amperímetro igual a corrente nominal, dependerá da característica de cada motor. Para este ponto, registrar: V 1 cc (V) V1cc em % V1 N W 1 I 1N (A) - Alimentando o estator com V 1N, abrir o circuito do rotor (o motor não irá girar) figura abaixo e medir a tensão nos terminais do secundário Vr (V). Calcular, posteriormente E2p. V 1 (V) E 1 (V) Vr (V) E 2p 46

47 Análise: - Determinar R 1, Z 1, X 1, R 1 0 C, Z 1 ºC, r 2 0 C, r 2 0 C, x1, x 2p, x 2p r 1 = ( Ω ) (obtido exp. 05 à temperatura ambiente) I 1 (corrente de fase) = I 1N = (A) 3 R 1 = W j V I I 1 2 = ( Ω ) Z 1 = 11 CC = ( Ω) X 1 = 2 2 = ( Ω ) Z R R 1 ( t f 0 C ) = R1. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = ( Ω ) Z 1 ( t f 0 C ) = ( R1(tf ºC) 2 + Z1 2 ) 1/2 = ( Ω ) r 2 = R1 - r 1 == ( Ω ) r'2(tf ºC) =r'2. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = (Ω) r 2 ( t f 0 C ) = E E 2 2 p 1 * r 2 ( 0 t f C ) == ( Ω ) x 1 =X1* r 1 R ==> ( Ω ) 1 X 2p = X 1 - x 1 == ( Ω ) X 2p = E E 2 2 p 1 * x 2p === ( Ω ) 47

48 - Por que quando abrimos o rotor do motor e aplicamos tensão no estator o motor não rotacional? - Na situação anterior ( motor com rotor aberto e estator alimentado) se caso girarmos o rotor com a mão o que ocorrerá com a tensão e freqüência nos terminais do rotor? - Por que o motor mesmo tendo a corrente nominal, conseguimos segura-lo com a mão? E por que? - Explique quais as reatâncias podemos levantar a partir deste ensaio? E por que? 48

49 7.1 - Preparação: 7º RELATÓRIO ENSAIO MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO EM CARGA Anotar dados de placa. Motor trifásico de indução (assíncrono) Potência (W) Tensão Nominal (V) Corrente Nominal (A) Fechamento Rotação (RPM) Número de Pólos Freqüência Nominal (HZ) Rendimento Fator de Potência Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos : Aparelho Escala Quantidade Chave de partida 1 multímetro 1 Amperímetro 0 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 25 A (AC) 1 Voltímetro V (AC) 1 Amperímetro ma (DC) 1 Amperímetro 0 30 A (DC) 1 Voltímetro V (DC) 2 Wattimetro trifásico 1 Medido Cos φ trifásico Execução: 49

50 Montar circuito abaixo. 220 Vac 3 fases R S V1 A1 Motor Assíncrono Gerador CC A2 V2 R R R R R R T Contator 25A 25A P1 P3 P2 Wattímetro + - 5A P2 P3 P1 Medidor cos Fi R R R Resistência de Partida V3 + Fonte CC A3 + Banco de Resistência dinamômetro Motor Indução Eixo Motor CC Eixo Eixo Partir motor com reostato em seu valor nominal e o gerador CC com a corrente de campo nula e as cargas em aberto, após o motor ter chegado a velocidade estável, reduzir gradualmente a resistência até que a mesma tenha um valor nulo Ajustar a tensão do gerador CC em 220 (VDC), ajustando a corrente de campo do gerador, a corrente de campo do gerador CC em vazio é quase proporcional a corrente de campo. Obs: O gerador CC funcionará como carga mecânica no eixo do motor Fechar resistência à resistência e completar a seguinte tabela: Res. Tensão de Linha (V) Wattímetro (W) Medidor cos Φ Corrente de linha (A) Rotação (RPM) Tensão do Gerador CC (V) Corrente do Gerador CC (A) aberto R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6 Balança (Kg) Conjugado (Nm) Pot. Mecânica (W) Rendimento do motor (η) 50

51 7.3 - Análise: Elaborar as curvas citadas no item 7.2.4, comentando os resultados obtidos. Rendimento (η) Cos φ Escorregamento (S) Pot. Mecânica (W) Corrente de linha (A) Pot. Mecânica (W) Pot. Mecânica (W) Pot. Mecânica (W) Analisar os resultados obtidos nas curvas resultantes anteriormente, e explique o por que de cada tipo de curva. 51

52 Qual o inconveniente em se trabalhar com um motor sub dimensionado? Existe alguma(s) vantagem(s) neste regime para o motor? Explique o proque? Sabemos que é possível reduzir o FP = 0,95 (indutivo), quando motor estiver em carga máxima (nosso caso), calcule um banco de capacitores fechado em estrela para correção Site as vantagens do motor de indução em relação ao motor CC. E suas desvantagens, explicando o por que de cada item? No mínimo 5 itens Explicar por que a velocidade do motor decresce quando aumentamos a carga no eixo? E por que nunca teremos a velocidade do eixo igual ao campo girante? 52

53 Tabela: Ensaio 07 Folha de Entrega de Relatório: Nome : N : Data realização / / Data Entrega / / Res. Tensão de Linha (V) Wattímetro (W) Medidor cos Φ Corrente de linha (A) Rotação (RPM) Tensão do Gerador CC (V) Corrente do Gerador CC (A) aberto R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6 Balança (Kg) Conjugado (Nm) Pot. Mecânica (W) Rendimento do motor (η) - Elaborar as curvas citadas no item 7.2.4, comentando os resultados obtidos. - Analisar os resultados obtidos nas curvas resultantes anteriormente, e explique o por que de cada tipo de curva. - Qual o inconveniente em se trabalhar com um motor sub dimensionado? Existe alguma(s) vantagem(s) neste regime para o motor? Explique o porque? 53

54 - Sabemos que é possível reduzir o FP = 0,95 (indutivo), quando motor estiver em carga máxima (nosso caso), calcule um banco de capacitores fechado em estrela para correção. - Site as vantagens do motor de indução em relação ao motor CC. E suas desvantagens, explicando o por que de cada item? No mínimo 5 itens. - Explicar por que a velocidade do motor decresce quando aumentamos a carga no eixo? E por que nunca teremos a velocidade do eixo igual ao campo girante? 54