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Prof. José Alberto Marques

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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 P2. 6 - 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.

11 - A P3 será feita a partir da necessidade individual do aluno. 12 - Os deverão constar Nome, Número e Data da realização do ensaio e entrega.

- Fundamento de Máquinas Elétricas - Vicente Del Toro

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Livro texto: - Fundamento de Máquinas Elétricas - Vicente Del Toro Conversão, Transformadores e Máquinas elétrica Rotativas CC e CA

Bibliografia recomendada:

- Eletromecânica - vol. 01 - Aurio Gilberto Falcone Conversão de eletromecânica e Transformadores - Eletromecânica - vol. 02 - 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. 01 - M. Kostenko. Transformadores e Maquinas Rotativas CC - Máquinas Elétricas vol. 02 - 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 7094 - Motores Indução – Potência - NBR5117 - Máquinas Girantes - NBR5457

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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: Manual de Instalações Elétricas da Pirelli/Cotrim (tem na biblioteca)

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.

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1 RELATÓRIO – ENSAIO EM VAZIO DO TRANFORMADOR 1.1) Preparação: 1.1.1 - Anotar dados de placa.

Transformador Potência Nominal – Sn (VA)

Tensão entrada (V1) Tensão saida (V2)

Corrente entrada (I1) Corrente saida (I2)

1.1.2 - 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 0 – 300 V (AC) 1 Varivolt monofásico 0 – 240 V (AC) 1

Transformador monofásico 1 1.2 - Execução: 1.2.1 - Para determinação da relação de tensões, aplicar uma tensão V1 (primário) e

anotar: V1 = (V) V2 O = (V)

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1.2.2 - Ligar o trafo em uma fonte de tensão, conforme esquema:

1.2.3 - Para tensão e freqüências nominais, anotar:

INSTRUMENTO A V W GRANDEZA Io (A) V1 (V) Po(W) VALOR LIDO

1.2.4 - Ligar o trafo em uma fonte de tensão, conforme figura a seguir:

TRAFO 1:1

+-

Wattímetro1

+-

AV

V1

A1

V2

deTensão

Variador

220 Vac 60 HZ

TRAFO 1:1

A1

220 Vac 60 HZ

Contator

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Obs : O amperímetro usado deve possibilitar em torno de no mínimo 20 X Io. 1.2.5 - Observar a deflexão máxima da indicação do amperímetro:

I = (A) 1.3) Análise: 1.3.1 - Determine a corrente à vazio em porcentagem da nominal:

Io Io%

1.3.2 - Determine a relação de transformação: KT = 1.3.3 - Determine o fator de potência à vazio e as correntes Iw e Idw:

COS∅ 0 IDW IW 1.3.4 - Determinar os parâmetros do ramo de magnetização, utilizando as representações:

ZM R MP X MP R MS X MS

1.4.5 - Comparar os valores Iw e Idw, justificando a resposta:

8

1.4.6 - Analisar o problema das perdas, quando se trabalhar com um trafo de 50 hz em 60 hz. 1.4.7 - Explicar o que ocorreria se aplicarmos Corrente Contínua no trafo o que ocorreria. Por que ? Provar matematicamente. 1.4.8 - Se caso mudássemos o núcleo do trafo para um de ferro maciço o que ocorreria com as perdas. Por que? 1.4.9 - Explique quais as impedâncias possíveis serem levantadas neste tipo de ensaio? E Porque?

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Ensaio 01 Folha de Entrega de Relatório:

Nome : N° : Data realização / / Data Entrega / /

Dados: - 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 =

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- 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.

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- 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?

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2 RELATÓRIO – ENSAIO DE CURTO CIRCUITO DO TRANFORMADOR

2.1 - Preparação: 2.1.1 - Anotar dados de placa.






Multímetro 1 Amperímetro 0 – 5 A (AC) 1 Amperímetro 0 – 25 A (AC) 1


Transformador monofásico 1

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2.2 - Execução: 2.2.1 - Ligar o trafo a uma fonte (tensão variável, sob freqüência nominal, alimentado o primário e curto circuitando o secundário conforme figura abaixo.

2.2.2 - Anotar para diversos valores de tensão:

V1 – Vcc (V) A1 – I (A)

deTensão

Variador

220 Vac 60 HZ

TRAFO 1:1

+-

1Wattímetro

+-

AV

V1

A1

A2

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2.2.3 - Para valor correspondente as características nominais (Corrente Nominal), anotar:

Instrumento V1 W1 A1 Grandeza Vcc (V) Pcc (W) I (A)

Valor Lido 2.3 - Análise: 2.3.1 - Construir e comentar sobre a característica de curto circuito (Vcc x I). Utilizar

folha milimetrada 2.3.2 - Calcular a porcentagem da tensão primária de curto circuito relativa à tensão

primária nominal para I = In.

Vn Vcc Vcc %

2.3.3 - Calcular o valor da impedância, resistência e reatância equivalentes.

Zeq Req Xeq

2.3.4 - 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) 2.3.5 - Quais as vantagens de um trafo que tenha um grande Vcc em sistemas elétricos?

15

2.3.6 - Durante o ensaio em Curto – Circuito, o que ocorre com o valor da indução do núcleo do trafo ? Justifique.

2.3.7 - 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?

2.3.8 - 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?

2.3.9 - Quais as impedâncias possíveis de serem levantadas neste ensaio? E por

que?

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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

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- 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.

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- 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?

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3º RELATÓRIO - DETERMINAÇÃO DE VALORES DE REGULAÇÃO

3.1 - Preparação 3.1.1 - Anotar os dados de placa do transformador.




3.1.2 - Calcular e anotar as correntes nominais do transformador 3.1.3 - Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos:


multímetro 1 Amperímetro 0 – 5 A (AC) 2 Amperímetro 0 – 25 A (AC) 2



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3.2 - Execução 3.2.1 - Colocar uma carga variável no secundário do transformador como se indica a seguir:

3.2.2 - Para diversos valores de I2 e coscarga = constante e sabendo que I2N = (A);

registrar: Instrumento W 1 V1 A1 W 2 V2 A2 I2/I2N Ps.100/Pe Grandeza Pe(W) V1(V) I1(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

220 Vac 60 HZ V1

A1

V

Wattímetro

+-

+-+

-

TRAFO 1:1

1Wattímetro

2

+-

AV A

Banco deResistência

V2R RR RR R

A2

Contator

21

3.3 - Análise 3.3.1 - Com os dados da tabela obtida no item 3.2.2, traçar a curva N% x fc 3.3.2 - Compará-la com a teoria, classificando o transformador ensaiado (força ou distribuição). 3.3.3 - Determinar para dois valores quaisquer, as respectivas regulações de tensão. Reg1 % = Reg2 % = 3.3.4 - 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. 3.3.5 - Necessita-se do ensaio em vazio para determinação da regulação do transformador?

(Explique)

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3.3.6 - Por que um transformador bem projetado é normalmente mais eficiente que a

máquina girante que ela alimenta? 3.3.7 - É possível que um transformador tenha uma regulação negativa? (Explique) 3.3.8 - Por que cargas em atraso apresentam uma regulação pior que cargas com fator de

potência unitário?

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Nome : N° : Data realização / / Data Entrega / / Dados: - Para diversos valores de I2 e coscarga = constante e sabendo que I2N = (A);

registrar: Instrumento W 1 V1 A1 W 2 V2 A2 I2/I2N Ps.100/Pe Grandeza Pe(W) V1(V) I1(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

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- Compará-la com a teoria, classificando o transformador ensaiado (força ou distribuição). - Determinar para dois valores quaisquer, as respectivas regulações de tensão. Reg1 % = Reg2 % = - 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)

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- 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?

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4º RELATÓRIO DETERMINAÇÃO DA POLARIDADE TRANSFORMADOR MONOFÁSICO E DEFASAMENTO ANGULAR

TRANSFORMADOR TRIFÁSICO 4.1 - Preparação: 4.1.1 - Anotar dados de placa.





Aparelho Escala Quantidade Conjunto de pilhas 1




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4.2 - Execução: 4.2.1 - Pelo método de golpe indutivo, determinar a polaridade do trafo. Montar o esquema abaixo:

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 H1 e H2. 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.

TRAFO 1:1

Voltímetro

- +0

BATERIA

-

+H1

H2

21

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4.2.2 - Determinação do defasamento angular. 4.2.2.1 - Montar circuito abaixo:

4.2.2.2 - Desenhar forma de onda obtida.

Trafo

Ib1

Ic1

Ia1 a2

n

n

nb2

c2

Van2

Vbn2

Vcn2Vca1

Vbc1

Vab1

Ibc1

Iab1

Ica1

a1

b1

OSCILOSCÓPIO

Canal 1

Canal 2

Fonte AC Variável3 fases 60Hz

T

R

S

c1

V(V)

T

Canal 01

Vertical = divV

Horizontal = (seg.)

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4.2.2.3 - 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)

Tensão fase Secundário

(V) rms

Tensão linha Secundário

(V) rms

Ângulo (Graus)

Defasagem (Graus)

0 Relembrando o cálculo do defasamento ângulo. Podemos notar que

O

V está adiantado em relação a xV

O

.

4.3 - Análise: 4.3.1 – Identificar quais as tensões que estão adiantada ou atrasadas. Explicar se a seqüência de fase tem importância nestes resultados? Por que? 4.3.2 - De acordo com ABNT são padronizados 2 grupos de conexões para transformadores trifásicos. Qual do trafo analisado?

b a

O

V xVO

ba

O=

180θ

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4.3.3 - Cite uma aplicação em que é necessário o conhecimento de deslocamento angular? 4.3.4 – 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. Sabendo-se que as tensões no primário são

)(1

0127 2 VcnVbnVanV

O

O

O

αα°∠=

4.3.5 – Cite pelo menos 4 fechamentos de transformadores 3φ, explicando como ocorre o defasamento angular em cada um deles? 4.3.6 - Quais as finalidades para se determinar polaridade de transformadores monofásicos? 4.3.7 - Idem para defasamento angular para transformadores trifásicos? 4.3.8 - Sabendo-se o defasamento angular de um transformador trifásico, pode-se determinar a ligação dos enrolamentos primários e secundários?

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Nome : N° : Data realização / / Data Entrega / / Dados: Tensão Fase

Primário (V) rms

Tensão Linha Primário (V) rms

Ângulo (Graus)

Tensão fase Secundário

(V) rms

Tensão linha Secundário

(V) rms

Ângulo (Graus)

Defasagem (Graus)

0 - Desenhar forma de onda obtida:

Análise: – Identificar quais as tensões que estão adiantada ou atrasadas. Explicar se a seqüência de fase tem importância nestes resultados? Por que?

V(V)

T

Canal 01

Vertical = divV

Horizontal = (seg.)

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- 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. Sabendo-se que as tensões no primário são

)(1

0127 2 VcnVbnVanV

O

O

O

αα°∠=

- Cite pelo menos 4 fechamentos de transformadores 3φ, explicando, como ocorre o defasamento angular em cada um deles?

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- 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?

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5º RELATÓRIO ENSAIO À VAZIO DE UM MOTOR DE

INDUÇÀO TRIFÁSICO 5.1 - Preparação: 5.1.1 - 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

5.1.2 - Para execução do ensaio, deve-se ter em mãos os seguintes instrumentos :

Aparelho Escala Quantidade Wattímetro trifásico 1


Voltímetro 0 – 300 V (AC) 1 Varivolt trifásico 0 – 240 V (AC) 1

Tacômetro 1

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5.2 - Execução: 5.2.1 - Para execução do ensaio a vazio, alimentar o M.I.T. como mostra o esquema, onde o rotor está livre.

5.2.2 - 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.

V1 (V) Io (A) W1 (W) n (RPM) Wo (W)

5.2.3 - Com um ohmímetro determinar r1 (resistência de uma das fases). Efetuando em

seguida sua correção para 750C.

Valor medido ( r ) r1 Temperatura ambiente ( 0C) r1 ( 0C)

Contator


T

S

V1

25A25A

Resistência de Partida

P2

Wattímetro

P1 P3

MotorAssíncrono

R R R

Eixo

R A1

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5.3 - Análise 5.3.1 - Construir as curvas Wo = f(V) e Io f(V), apresentando-as em anexo 5.3.2 - A partir das referidas curvas, segundo o que foi desenvolvido na parte teórica, determinar:

W0n (w) WA+V (w) Wenr (w) WFe (w)

Wenr (w) = 3.r1.(Io)2 5.3.3 - Calcular os parâmetros:

ZM RM XM

5.3.4 - Por que no ensaio a vazio do M.I.T. não existe perda no ferro do rotor?

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5.3.5 - Na curva Io = 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? 5.3.6 - Por que o escorregamento aumenta muito no final do ensaio? 5.3.7 - Por que para iniciar o ensaio aumentamos a resistência de partida no máximo? E se não fizemos isso o que ocorrerá? E por que? 5.3.8 - Quais impedâncias possíveis de serem levantadas? E por que?

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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.

V1 (V) Io (A) W1 (W) n (RPM) Wo (W)

- Com um ohmímetro determinar r1 (resistência de uma das fases). Efetuando em seguida sua correção para 750C.

Valor medido ( r ) r1 Temperatura ambiente ( 0C) r1 ( 0C)

Análise:

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- Construir as curvas Wo = f(V) e Io f(V), apresentando-as em anexo - A partir das referidas curvas, segundo o que foi desenvolvido na parte teórica, determinar:

W0n (w) WA+V (w) Wenr (w) WFe (w)

Wenr (w) = 3.r1.(Io)2 - Calcular os parâmetros:

ZM RM XM

- Por que no ensaio a vazio do M.I.T. não existe perda no ferro do rotor?

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- Na curva Io = 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? 5.3.6 - Por que o escorregamento aumenta muito no final do ensaio? 5.3.7 - Por que para iniciar o ensaio aumentamos a resistência de partida no máximo? E se não fizemos isso o que ocorrerá? E por que? 5.3.8 - Quais impedâncias possíveis de serem levantadas? E por que?

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6º RELATÓRIO ENSAIO COM ROTOR TRAVADO DE UM MOTOR DE INDUÇÀO TRIFÁSICO








Aparelho Escala Quantidade Wattímetro trifásico 1


Voltímetro 0 – 300 V (AC) 1 Varivolt trifásico 0 – 240 V (AC) 1

Termômetro 1

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6.2 - Execução: 6.2.1 - Para execução do ensaio em curto, alimentar o estator como indicado, ligando-se as

saídas do rotor em curto e, mantendo-o travado. 6.2.2 - 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:

V1cc (V) V1cc em % V1N W1 I1N (A)

Contator


T

S

V1

25A25A


P2

Wattímetro

P1 P3

MotorAssíncrono

R R R

Eixo

R A1

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6.2.3 - Alimentando o estator com V1N, 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.

V1 (V) E1 (V) Vr (V) E2p

6.3 - Análise 6.3.1 - Determinar R1, Z1, X1, R1 0C, Z1 ºC , r2 0C, r2 0C, x1, x’2p, x2p r1 = ( Ω ) (obtido exp. 05 à temperatura ambiente)

I1 (corrente de fase) = 1

3NI = (A)

Contator


T

S

V1

25A25A

P2

Wattímetro

P1 P3

MotorAssíncrono

Eixo

R A1

VR

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R1 = jWI1

2 = ( Ω ) Z1 = 1

1

CCVI

= ( Ω) X1 = 2 2Z R− = ( Ω )

R1 ( t f 0C ) = R1. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = ( Ω ) Z1 (t f 0C ) = ( R1(tf ºC)2 + Z12)1/2 = ( Ω ) r’2 = R1 - r1 == ( Ω ) r'2(tf ºC) =r'2 . (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = (Ω)

r2 (t f 0C ) = 2

21pE

E

* r’2 (t f 0C ) == ( Ω )

x1 =X1* 1

1

rR

==> ( Ω )

X’2p = X1 - x1 == ( Ω )

X2p = 2

21pE

E

* x’2p === ( Ω )

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6.3.2 - Por que quando abrimos o rotor do motor e aplicamos tensão no estator o motor não rotacional? 6.3.3 - 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? 6.3.4 - Por que o motor mesmo tendo a corrente nominal, conseguimos segura-lo com a mão? E por que? 6.3.5 - Explique quais as reatâncias podemos levantar a partir deste ensaio? E por que?

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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:

V1cc (V) V1cc em % V1N W1 I1N (A)

- Alimentando o estator com V1N, 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.

V1 (V) E1 (V) Vr (V) E2p

Contator


T

S

V1

25A25A

P2

Wattímetro

P1 P3

MotorAssíncrono

Eixo

R A1

VR

47

Análise: - Determinar R1, Z1, X1, R1 0C, Z1 ºC , r2 0C, r2 0C, x1, x’2p, x2p r1 = ( Ω ) (obtido exp. 05 à temperatura ambiente)

I1 (corrente de fase) = 1

3NI = (A)

R1 = jWI1

2 = ( Ω ) Z1 = 1

1

CCVI

= ( Ω) X1 = 2 2Z R− = ( Ω )

R1 ( t f 0C ) = R1. (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = ( Ω ) Z1 (t f 0C ) = ( R1(tf ºC)2 + Z12)1/2 = ( Ω ) r’2 = R1 - r1 == ( Ω ) r'2(tf ºC) =r'2 . (234,5+tf ) / (234,5+ti ) = (Ω)

r2 (t f 0C ) = 2

21pE

E

* r’2 (t f 0C ) == ( Ω )

x1 =X1* 1

1

rR

==> ( Ω )

X’2p = X1 - x1 == ( Ω )

X2p = 2

21pE

E

* x’2p === ( Ω )

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?

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7º RELATÓRIO ENSAIO MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO EM CARGA








Aparelho Escala Quantidade Chave de partida 1


Voltímetro 0 – 300 V (AC) 1 Amperímetro 0 – 1000 mA (DC) 1 Amperímetro 0 – 30 A (DC) 1

Voltímetro 0 – 300 V (DC) 2 Wattimetro trifásico 1

Medido Cos φφφφ trifásico 1 7.2 - Execução:

50

7.2.1 - Montar circuito abaixo.

7.2.2 - 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.

7.2.3 - 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. 7.2.4 - 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)

Balança (Kg)

Conjugado (Nm)

Pot. Mecânica

(W)

Rendimento do motor

(η) aberto 220 0

R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6


dinamômetro

Eixo

MotorIndução

Eixo

Contator

T

220 Vac3 fases

R

S

V1

P1

Medidorcos FiWattímetro

25A

P2

25A

P1+- P3

+-

+-

P3P25A

RR R

A1 MotorAssíncrono

Eixo

Motor CC

Banco deResistência

+

Fonte CC

+

Gerador CC

A2

V2R RR R R R

V3A3

51

7.3 - Análise: 7.3.1 - Elaborar as curvas citadas no item 7.2.4, comentando os resultados obtidos.

7.3.2 - Analisar os resultados obtidos nas curvas resultantes anteriormente, e explique o por

que de cada tipo de curva.

Rendimento (η)

Pot. Mecânica (W)

Cos φ

Pot. Mecânica (W)

Escorregamento (S)

Pot. Mecânica (W)

Corrente de linha (A)

Pot. Mecânica (W)

52

7.3.3 - Qual o inconveniente em se trabalhar com um motor sub – dimensionado? Existe alguma(s) vantagem(s) neste regime para o motor? Explique o proque? 7.3.4 - 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. 7.3.5 - 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. 7.3.6 - 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?

53



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)

Balança (Kg)

Conjugado (Nm)

Pot. Mecânica

(W)

Rendimento do motor

(η) aberto 220 0

R R/2 R/3 R/4 R/5 R/6

- 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?

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?

prof. josé alberto marquescursos.unisanta.br/eletrica/maq/aplab1.pdfconversão, transformadores e...

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