LABORATRIO DE CONVERSO ELETROMECNICA DE ENERGIA

Universidade de So PauloEscola de Engenharia de So CarlosDepartamento de Engenharia Eltrica e de ComputaoEs

SEL330 LABORATRIO DE CONVERSO ELETROMECNICA DE ENERGIA

PRTICA #6MQUINAS DE CORRENTE CONTNUA PARTE 3

GERADOR CC EXCITAO INDEPENDENTE E AUTO-EXCITADO

Professores:Eduardo Nobuhiro Asada, Elmer Pablo Tito Cari, Jos Carlos de Melo Vieira Junior, Lus Fernando Costa Alberto.

OBJETIVOS

Os objetivos desta aula se resumem nos seguintes itens: Estudar experimentalmente o funcionamento da mquina CC operando como gerador em excitao independente e auto-excitado; Levantamento da curva de saturao e das caractersticas externas do gerador CC; Verificar o escorvamento no gerador CC auto-excitado.

PROBLEMAA curva de saturao (Vt If) e as caractersticas externas (Vt Ia; If Ia) so ferramentas importantes para avaliar o desempenho de geradores CC sob diferentes condies operativas. Por exemplo, possvel determinar a regulao da mquina, conhecer o valor da corrente de campo e a velocidade necessrios para fornecer determinada tenso a uma carga, entre outros.Neste contexto e utilizando o conjunto de mquinas disponvel no laboratrio, pede-se para resolver os seguintes problemas:1. Gerador CC em excitao independentea. Construa as curvas Vt If , Vt IaeIf Ia. Elas devem ser empregadas para solucionar os itens seguintes. Os procedimentos para a obteno das mesmas so descritos na seo Recomendaes;b. Calcular a regulao do GCC considerando a velocidade constante de 1800rpm e tenso em vazio igual a 220V;c. Determinar a tenso terminal do GCC se a velocidade de rotao for 1200 rpm para uma corrente de campo de 200 mA;d. Determinar a corrente de campo necessria para alimentar uma carga de 850 mA com tenso 220 V, com velocidade de a 1800 rpm.2. Gerador CC auto-excitadoa. Construa as curvas Vt IaeIf Ia e compare com as obtidas para o GCC com excitao independente.b. Calcular a regulao do GCC considerando a velocidade constante de 1800rpm e tenso em vazio igual a 220V. Comparar com o valor obtido para o GCC com excitao independente;c. Considerando a mquina girando a 1800rpm, obtenha o valor da resistncia crtica (utilizando a curva de saturao) relacionada ocorrncia do escorvamento. Compare este valor com o obtido experimentalmente.

DISPOSITIVOS EM ESTUDO

Mquina CC utilizada na aula anterior, cujos dados nominais j foram coletados.

RECOMENDAES Em todas as etapas desta prtica, a mquina sncrona ser utilizada como elemento primrio para fornecer energia mecnica ao gerador. Alimentaremos a mquina sncrona com o inversor para possibilitar a variao da velocidade de rotao. Lembre-se de efetuar o procedimento de partida de maneira correta, tal como abordado na aula no. 4.

Curva de Saturaoa) Com o conjunto girando velocidade de 1800 rpm, monitore a corrente de campo (If) e a tenso terminal do gerador de corrente contnua (Vt).b) Variando a corrente de campo da mquina CC em passos de 50 mA no mximo, obtenha dados suficientes para esboar a curva de saturao. Se ao incrementar a corrente de campo, a mesma passar do valor desejado, no diminua a corrente, pois o circuito magntico possui histerese. c) Aps atingir a corrente de campo mxima (300mA), retornar em passos de 50mA no mximo at o valor nulo.d) Repita os itens "a, b" e "c" para uma velocidade de 1200 rpm.e) Traar as curvas Vt If para ambas as velocidades (para efeito de clculo, pode-se utilizar uma curva de saturao que a mdia entre a curva de subida e a curva de descida).

Caractersticas Externasdo GCC Excitao Independentea) Acionando o gerador de corrente contnua em 1800 rpm em excitao independente, conecte uma carga resistiva varivel aos terminais do gerador.b) Ajuste a corrente de campo do GCC para que em vazio (Ia=0), Vt = 220V. c) Mantendo a corrente de campo do GCC constante, varie a corrente de carga e monitore a corrente de armadura e a tenso terminal da mquina CC. Com esses dados ser possvel traar a curva Vt Ia e avaliar a regulao de tenso.d) Mantendo a tenso terminal constante (Vt=220V), varie a carga e monitore a corrente de armadura e a corrente de campo do GCC. Com isso ser possvel traar a curva If Ia e avaliar qual seria a corrente de campo necessria para alimentar uma carga conhecida a tenso terminal.

Caractersticas Externas GCC Auto-excitadoa) Conecte o gerador CC na configurao auto-excitado, conforme mostra a Figura 1. Monitore a tenso terminal, a corrente de campo e a de armadura.b) Repita os passos de a) a d) executados para obter as caractersticas externas do GCC excitao independente.

Figura 1:Mquina de corrente continua operando como gerador auto-excitado.

PRECAUES

Precauo 1) Atente-se aos valores nominais de corrente e de tenso das mquinas tanto do enrolamento de campo quanto do de armadura. Esses valores no podem ser ultrapassados. Sempre monitore as correntes e tenses para evitar que estes valores sejam violados.

Precauo 2) Atente-se seleo das escalas nos instrumentos de medio. Uma escolha inadequada pode provocar danos ao instrumento.

BIBLIOGRAFIA

[1] P. C. Sen,Principles of Electric Machine and Power Electronics, Wiley, 2013[2] G. McPersonn and R. D.Laramore,Electrical Machines and Transformers, John Wiley & Sons, 1981[3] A. E. Fitzgerald, C.Kingsley Jr., S. D. Umans,Electric Machinery, McGraw-Hill, 2003.

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