INSTITUTO FEDERAL DO MARANHÃODEPARTAMENTO DE ELETROELETRÔNICA

DISCIPLINA DE MÁQUINAS ELÉTRICASGEORGE VAGNER SILVA DE SOUZA - 20161EEISO0194

RELATÓRIO 1PRÁTICA DE MÁQUINAS ELÉTRICAS

(ACIONAMENTO E CONTROLE DE GERADORES)

SÃO LUÍS2016

GEORGE VAGNER SILVA DE SOUZA - 20161EEISO0194

RELATÓRIO 1ACIONAMENTO E CONTROLE DE GERADORES

Relatório de experimento apresentado a disciplinaMáquinas Elétricas do curso de Engenharia

Elétrica Industrial do Instituto Federal do Maranhão,para composição de média avaliativa.

Prof. Ronaldo Ribeiro Correia

SÃO LUÍS2016

1. INTRODUÇÃO

Geradores Elétricos são máquinas rotativas capazes de converter energia mecânica em elétrica e são capazes de gerar energia CA ou CC, dependendo de suas características construtivas.Tanto as maquinas de corrente alternada, quanto as de corrente continua são governadas pelas mesmas leis fundamentais. Assim, os cálculos de torque desenvolvido e força eletromotriz são aplicáveis tanto para geradores CA, quanto para CC. As máquinas sediferenciam apenas pelo detalhe de que para um gerador seja CC é necessário que haja uma força eletromotriz para assim produzir um campo magnético e em seguida gerar uma corrente, inicialmente alternada, que ao passar pelo anel comutador converta em uma corrente continua.

Neste experimento, nos preocupamos especificamente na operação de um gerador CC e nas variações de suas características de saída quando operando em vazio ou com carga ou quando sofre variação de tensão.

2. OBJETIVOS

Registro da característica externa;

Registro da característica de regulagem;

Determinação da eficiência nominal.

3. MATERIAL UTILIZADO

01 Estator de máquina DC com rotor e escovas conectadas; 01 Estator de máquina de CA com rotor de anel e escovas

conectadas; 1 DL 10281 Módulo de alimentação; 1 DL 10282 Módulo de medida; 1 DL 10283 Módulo das cargas e reostato; 1 DL 10125 (OPCIONAL) Módulo reostato inicial e sincronizado.

4. TAREFA I: Explicar o funcionamento do gerador.

Neste experimento o objetivo foi acionar um gerador e, na situação a vazio, verificar a relação entre a corrente de campo e a tensão de armadura. Posteriormente, foi verificada a influencia do acréscimo de carga na tensão de armadura, corrente de armadura ena corrente de campo.

Para a montagem do experimento, o esquema utilizado foi o indicado na figura 1, que mostra o diagrama elétrico, contendo um motor, que funciona como máquina primária, acionando o eixo do gerador e proporcionando a interação eletromagnética que irá gerartensão elétrica em seus terminais.

FIGURA 1: Diagrama elétrico

Na figura 2 é possível observar as ligações feitas na primeira máquina, que funcionou como um motor, com o propósito de atuar como maquina primária, fornecendo torque mecânico ao eixo do gerador. A velocidade utilizada foi de 3536 min-1.

FIGURA 2: Ligação do motor

Na figura 3, temos o esquema completo contendo, da esquerda para a direita, a fonte de alimentação, um motor trifásico e por ultimo o gerador CC.

FIGURA 3: Ligação do motor e gerador

A geração de tensão funciona devido a interação entre os campos magnéticos das bobinas de armadura e das bobinas de campo. As bobinas de campo devem ser alimentadas com uma tensão relativamente baixa, para que circule corrente por seus enrolamentos e apareçam linhas de campo magnético. A rotação provocada pelo motor, vai proporcionar uma variação do fluxo gerado pelos enrolamentos de campo, na armadura e essa variação de fluxo vai produzir uma tensão induzida nos terminais do circuito.

5. TAREFA II: Variar a corrente If até 1A e medir a tensão de armadura em vazio, explicando a relação entre If e Vt.

Na segunda tarefa, foi proposto fazer algumas medições, comparando a tensão de armadura com a corrente de campo. O resultado das medições gerou os dados apresentados na tabela 1, onde podemos observar que a tensão de armadura acompanha o crescimento da corrente de campo, ou seja, elas são grandezas diretamente proporcionais, oque é justificável quando analisamos a equação que rege a geração de tensão em uma máquina CC.

TABELA 1: Relação em vazio

A VAZIOTensão de Armadura (V) 9,6 13,4 17,5 24,6 30,9 35,3Corrente de Campo (A) 0,2 0,3 0,4 0,6 0,8 1

Podemos perceber que um leve acréscimo na corrente de campo, proporciona um grande crescimento na tensão de armadura.O crescimento só não é linear, devido as perdas na armadura.

6. TAREFA III: Com If fixo em 1A, adicionar cargas e aferir Ia e Vt, explicando o impacto das cargas em Ia e Vt.

Na terceira tarefa, foi proposto acionar cargas a partir da tensão gerada, tirando o gerador do estado a vazio, para verificarmos as variações na saída, de acordo com a elevação da carga. Para o tal, a corrente fornecida ao circuito de campo, foi deixada sem alteração, no valor de 0,93A.

TABELA : Relação com carga

Com os dados adquiridos podemos notar que o acréscimo de carga, proporciona uma variação não linear nas tensões e correntes de armadura.

COM CARGACargas (Ω) 0 5 7,5 15Tensão de Armadura (V) 34,9 29,6 30,6 32,1Corrente de Armadura (A) 1,76 3,35 2,84 1,76Corrente de Campo (A) 0,93 0,93 0,93 0,93

7. CONCLUSÃO

O experimento permitiu notar que o controle de geradores é bem simples e segue perfeitamente o estabelecido pelas equações deduzidas em sala de aula, assim, a possibilidade de controle pode ser realizada de mais de uma maneira, porem, para o nosso caso, a variação da corrente de campo é uma forma bem eficiente e proporciona um controle bem suave.

8. REFERÊNCIAS

1. Guia I - Prof. Ronaldo Ribeiro Correia – Máquinas elétricas2. Livro – Fundamentos de Máquinas Elétricas – Stephen J. Chapman.Ed. AMGH Ltda 5ª Ed - 2013