relatório4 - ensaio a vazio do mit

7/27/2019 Relatrio4 - Ensaio a Vazio do MIT

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6 - ENSAIO A VAZIO DO MIT

6.1 - Objetivo:

- Obteno das perdas no ncleo (estator e rotor, conjuntamente), das perdas devido

ao atrito e ventilao, do fator de potencia e da corrente com rotor livre.

6.2 - Instrumentos e Equipamentos:

- Varivolt trifsico;

- Ampermetro;

- Voltmetro;- Wattmetro;

- Tacmetro;

- Motor de induo trifsico;

- Cabos.

6.3Fundamentos Tericos:

O circuito equivalente do MIT e normalmente representado por fase e referido ao

estatorFigura 1. Atravs deste circuito equivalente, pode-se identificar o fluxo de potencia e

as perdas do motor (perdas resistivas ou por efeito Joule, caracterizadas pelo aquecimento dos

enrolamentos do estator e do rotor; perdas magnticas ou perdas no ferro devido a histerese

magntica e as correntes parasitas; perdas mecnicas que corresponde as perdas devido ao

atrito nos mancais de rolamento e a ventilao do motor; e as perdas suplementares ou

adicionais).

Figura 1 - Circuito equivalente (grandezas do rotor referidas ao estator)

Onde:

Xm: reatncia que considera a magnetizao do ncleo;


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Rm: resistncia que considera a perda do ncleo;

Im: corrente devido a magnetizao e perdas do ncleo;

Rs e Rr: resistncia do estator e do rotor respectivamente;

Xs e Xr: reatncia do estator e do rotor respectivamente;

V1: tenso de fase aplicada no motor.

A descrio do motor atravs do seu circuito equivalente ajuda a prever o

comportamento do mesmo em diversas situaes operativas em regime permanente,

conduzindo a analise da operao e facilitando o clculo do desempenho.

Da figura 9.1, percebe-se que o valor deRr/spode ser separado em duas parcelas:

)1( ss

RR

s

R rr

r (1)

O valor deRr representa a resistncia por fase do rotor parado referida ao estator, e

o valor de )1( ss

Rr representa a resistncia dinmica por fase que depende da velocidade do

rotor, valor correspondente a carga no motor.O ensaio de rotor livre tambm pode ser chamado de ensaio a vazio.

Conceitualmente, tal designao e incorreta, pois o termo pressupe a no circulao de

corrente pelo circuito rotrico. Quando o motor gira sem carga ha uma corrente no rotor.

Todavia, o termo a vazio e adotado como terminologia padronizada na NBR15626-2.

O ensaio trata-se de energizar o motor de induo sem carga mecnica acoplada a

seu eixo (rotor livre), com o objetivo de obter informaes a respeito do ramo de

magnetizao.

Posto para funcionar, a nica carga do motor so suas perdas por frico e por

ventilao (neste caso, o escorregamento muito pequeno, prximo de zero (s 0)). Devido

ao fato do escorregamento ser muito pequeno, a resistncia representada por )1( ss

Rr muito

maior que a resistncia de sada.

Logo, a corrente aplicada nos terminais do estator ira circular pelos enrolamentos do

estator e pelo ramo de magnetizao, resultando assim no circuito equivalente simplificado da

Figura 2.


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Figura 2 Circuito equivalente.

Vo: Tenso aplicada aos terminais do estator;

Io: corrente circulante;

Rs e Rf: Resistncias do estator e do entreferro, respectivamente;

Xs e Xm: Reatncias de disperso do estator e magnetizao, respectivamente.

Como a resistncia no entreferro bem elevada, pode-se considerar como se fosse

um circuito aberto, desviando toda corrente para reatncia de magnetizao, como pode ser

visto na Figura 3.

Figura 3Circuito equivalente

Sem carga, as correntes no rotor assumem somente um valor pequeno necessrio

para produzir torque eletromagntico suficiente para vencer os torques de atrito e ventilao.Logo, as perdas no cobre do rotor so muito pequenas e podem ser desprezadas, devido a

razovel corrente de magnetizao circulante.

Obs.: Este experimento ser realizado no motor de 220/380 Vca, tendo os dados de

placa da figura 4.


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Figura 4: Dados de placa do motor de 220/380 Vca

6.4Parte Prtica1. Anote as seguintes informaes do motor de induo trifsico na tabela 1.

Tabela 1Valores nominais do MIT

Dados Valores

Nmeros de polos 4

Corrente nominal 1,14

Rotao nominal 1710

Tenso nominal 220

Potncia nominal 0,25 CV

2.Determine a rotao sncrona do campo girante do rotor. Verifique as informaes

de frequncia(f) e nmeros de polos(p) nos dados de placa da mquina.

4

60120120

p

fns

1800sn

3. Monte o circuito da Figura 5.


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Figura 5Esquema para realizao do experimento

4. Para um valor inicial de tenso superior a tenso nominal da mquina, aplicado

aos enrolamentos do estator, diminua a mesma gradativamente. Preencha a tabela 2 com os

valores observados nos instrumentos de medio.

Tabela 2Dados de tenso, corrente e potncia do MIT

Procedimento Vo(V) Io(A) W1(W) W2(W)Po=W1+W2

(W)rpm S

1 220 0,96 55,8 143,8 199,6 1795 0,0027782 200 0,80 39,8 107,6 147,4 1797 0,0016673 180 0,66 30,3 82,3 112,6 1796 0,0022224 160 0,56 20,3 66,5 86,8 1795 0,0027785 140 0,49 13,7 49,2 62,9 1795 0,0027786 120 0,41 9,2 36,6 45,8 1793 0,0038897 100 0,34 5,1 25,5 30,6 1792 0,0044448 80 0,28 2,2 17,4 19,6 1788 0,0066679 60 0,22 0,1 11,1 11,2 1778 0,01222210 40 0,19 1,6 6,3 7,9 1737 0,03511 20 0,17 0,4 5,1 5,5 0 1

De posse dos dados da tabela 3, determine:


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A impedncia (Z); A reatncia de magnetizao (Xm); As perdas por efeito joule (Pjoule); Perdas rotacionais (Pr).

Tabela 3 - Clculo dos parmetros Z, Xm, Pjoule e Pr, para a tenso nominal

Procedimentoo

o

I

V |Z|

()

ssm XRX 22

|Z|

()

sofjoule RI2

3P

(W)sofor RIPP

23

(W)

1 229,17 218,86 117,09 82,512 250,00 240,03 81,31 66,093 272,73 263,06 55,34 57,264 285,71 276,20 39,84 46,965 285,71 276,20 30,50 32,406 292,68 283,24 21,36 24,447 294,12 284,69 14,69 15,918 285,71 276,20 9,96 9,649 272,73 263,06 6,15 5,0510 210,53 199,86 4,59 3,3111 117,65 103,40 3,67 1,83

Tabela 4 - Memria de Clculos da Tabela 3


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Proc.o

o

I

V |Z|

ssm XRX 22

|Z| sofjoule RI2

3P sofor RIPP2

3

1 17,22996,0

220

86,218

36,635,4217,229 22

3x0,962x42,35

= 117,09199,6117,09 = 82,51

2 25080,0

200

03,240

36,635,42250 22

3x0,802x42,35

= 81,31147,481,31 = 66,09

3 73,27266,0

180

06,263

36,635,4273,272 22

3x0,662x42,35

= 55,34112,655,34 = 57,26

4 71,28556,0

160

20,276

36,635,4271,285 22

3x0,562x42,35

= 39,8486,839,84 = 46,96

5 71,28549,0140

20,276

36,635,4271,285 22

3x0,492x42,35

= 30,50 62,930,50 = 32,40

6 68,29241,0

120

24,283

36,635,4268,292 22

3x0,412x42,35

=21,3645,821,36 = 24,44

7 12,29434,0

100

69,284

36,635,4212,294 22

3x0,342x42,35

= 14,6930,6 14,69 = 15,91

8 71,28528,0

80

20,276

36,635,4271,285 22

3x0,282x42,35

= 9,9619,6 9,96 = 9,64

9 73,27222,060 06,26336,635,4273,272

22

3x0,22

2

x42,35= 6,15 11,26,15 = 5,05

10 53,21019,0

40

87,199

36,635,4253,210 22

3x0,192x42,35

= 4,597,94,59 = 3,31

11 65,11717,0

20

40,103

36,635,4265,117 22

3x0,172x42,35

=3,675,53,67 = 1,83


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Tabela 5 - Clculo dos parmetros Z, Xm, Pjoule e Pr, para a tenso nominal

Parmetros Memria de clculo Resultado

Z |Z|= 14,1

220

In

Vn

|Z| = 192,98

Xm ssm XRX 22

|Z| = 36,635,4298,192 22 Xm = 181,92

Pjoule 35,4214,133P22 sofjoule RI Pjoule = 165,11 W

Pr 11,16518032

sofor RIPP Pr = 14,89 W

Comparando os valores nominais (tabela 5 - obtidos por clculos levando em

considerao os dados de placa do motor), com os dados obtidos em laboratrios, observa-seque os valores so muito prximos, o que leva a crer que a teoria condiz com a realidade.

Deve-se considerar que os valores no deram iguais devidos erros inerentes aos equipamentos

e leitura com baixa preciso, a resistncias dos cabos, entre outros.


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7 - DETERMINAO DA RESISTNCIA DO ESTATOR DO MIT

7.1 - Objetivo:

Obteno do valor da resistncia de cada fase do enrolamento do estator do MIT.

7.2 - Instrumentos e Equipamentos:

Ohmmetro; Motor de induo trifsico.

7.3 Parte Prtica

1. Com a utilizao de um ohmmetro, determine a r1 (resistncia de uma das fases

do estator), observando se o estator est em delta ou estrela, conformeFigura 6eFigura 7.

Figura 6 - Esquema para medio da resistncia de uma fase na ligao delta

Figura 7 - Esquema para medio de resistncia de uma fase na ligao delta

2. Ajusta-se o valor de r1 para 75 C. Para isto, utilize a equao 1 e considere o

coeficiente de temperatura de 234,5 para o cobre.

i

f

ifRR

1

1

[1]

Onde:fR = resistncia na temperatura final;


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iR = resistncia na temperatura inicial (25C);

f = temperatura final;

i

= temperatura inicial;

1= coeficiente de temperatura.

Montagem 1:

7.3.1 - Motor de 220/380 Vca

Figura 8 - Dados de placa do motor 220/380 Vca

Tabela 1. Medio de resistncia () da bobina do motor 220/380

Ligao A(w2/v2)

B(w2/u2)

V(u2/v2)

R1mdiar1 lido()

Memria de clculode r1por fase

r1por fase()

Delta()

23,6 23,7 23,7 23,6767,23

2

3

2

311 lidorr

r1=35,51

Estrela(Y)

70,1 70,1 70,1 70,1

2

1,70

2

11

lidorr r1Y=35,05

Tabela 2. Ajuste do valor de r1 para 75 C, considerando coef. de temp. de 234,5 p/ cobre.

Ligao r lido ()r1 temp.

ambiente ()Memria de clculo de r1corrigido a 75C

Rs=r1corrigido


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a 75C ()

Delta

() 23,67 35,51

255,234

755,23451,351

1

i

f

if RR

Rs=42,35

Estrela(Y) 70,1 35,05

255,234

755,23405,35

1

1

i

f

if RR

Rs=41,80

Montagem 2:

7.3.2 - Motor de 220/220 Vca

Figura 9 - Dados de placa do motor de 220/220 Vca

Tabela 3. Medio de resistncia () da bobina do motor 220/220

LigaoA

(w2/v2)B

(w2/u2)V

(u2/v2)

R1mdiar1 lido()

Memria declculo de r1por fase

r1por fase()

Delta() 22,1 22,1 22,1 22,1 1,222

3

2

311 lidorr r1=33,15

Estrela(Y) 16,9 16,9 16,8 16,9

2

9,16

2

11

lidorr r1Y=8,45

Tabela 4. Ajuste do valor de r1 para 75 C, considerando coef. de temp. de 234,5 p/ cobre.


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Ligao r lido ()r1 temp.

ambiente ()Memria de clculo de r1corrigido a 75C

Rs=r1corrigidoa 75C ()

Delta() 22,1 33,15

255,234

755,23415,33

1

1

i

f

if RR

Rs=39,54

Estrela(YY) 70,1 8,45

255,234

755,23445,8

1

1

i

f

if RR

Rs=10,08

No experimento 1 (Motor 220/380), observou-se que as resistncias encontradas nas

ligaes delta e estrela foram as mesmas, confirmando a teoria pela prtica, pois as bobinas de

fase so as mesmas s alteraram-se as ligaes externas.

J no experimento 2 observou-se que na ligao delta a resistncia foi maior que a

ligao em estrela, o que d a entender que a ligao Delta para este motor o torna com menor

rotao, o que pode se comprovar pelos dados de placa, Figura 9.

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