Baixe Máquinas Elétricas I - Apostila Unesp [aula 10] e outras Notas de aula em PDF para Engenharia Elétrica, somente na Docsity! | Exercícios Exemplo 4.3 (Sen) Gerador CC com excitação paralela de 12 kW, 100 V, 1000 rpm, tem R, =0,1 2, Rg, = 80 9, N;= 1200 espiras/pólo. A corrente nominal de campo (1x) é iguala IA. A curva de magnetização da máquina é dada abaixo. a a) Determine o valor máximo da tensão gerada. b) Determine o valor da resistência de controle do circuito de campo (R$), tal que o gerador forneça tensão nominal (100 V). e) Determine o valor da resistência crítica para o circuito de campo. 1 Meagnetizaticn curve at 1980 rom E, volis D 02 04 08 Cã 19 15 d4 dp amp Exemplo 4.3 (Sen) (a) A tensão máxima (E, max) é gerada para o menor valor da resistência do circuito de campo, i.e., R;, = 0. Areta de resistência para R; = R, = 80 Q pode ser desenhada juntamente com a curva de magnetização. Logo, da curva, temos: E =M1V amax (b) Supondo queda em Ra desprezível, temos que V, = E, = 100 V. Desenhando-se a reta de resistência passando por esse ponto, temos que: I,=1A R, “2 00-R, +R, R, =100-80=200 (c) Desenhando-se a reta de resistência crítica passando pela parte linear da curva, temos que: 85 Rei == IA 1035 Ry =170-80=900 Exercício: Gerador CC com excitação independente (4.3) Uma máguina CC (6kW, 120V, 1200 rpm) tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: 1 (A) |O 0,1 0,2 0,3 04 0,5 0,6 0,8 1 1,2 E(V) |5 20 40 60 79 93 102 [14 [120 |125 Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 O, R,,=100 9. A máquina é acionada a 1200 rpm e tem excitação independente. A corrente de campo é ajustada para T=0,8A. Uma carga com resistência Rj=2 OQ é conectada aos terminais da armadura. (Despreze a reação da armadura). 140 120 a) Determine K é desta máquina; 100] b) Determine E, el; so e) Determine o torque T e a potência fornecida à carga P; so! Tensão de Armadura (V) ag] 20] o! 0 02 04 05 08 1 12 14 Corrente de Campo (4) Exercício: Gerador CC com excitação independente (4.4) Uma máguina CC (6kW, 120V, 1200 rpm) tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: (A |O 0,1 0,2 0,3 04 0,5 0,6 0,8 1 1,2 E(V) |5 20 40 60 79 93 102 4 120 125 Os parâmetros da máguina são: R,=0,2 9, R,,=100 9. A máquina é acionada a 1200 rpm e tem excitação independente. A corrente de campo é ajustada para T=0,8A. Uma carga com resistência Rj=2 OQ é conectada aos terminais da armadura. (Despreze a reação da armadura). ,4 Repetir o exercício considerando a Velocidade de 800 rpm: a) Determine K,0 desta máguina; b) Determine E, el; c) Determine o torque Te a potência fomecida à carga P; 120 Tensão de Armadura (V) 8 s e 8 8 02 04 06 08 Corrente de Campo (4) 1 12 14 Gerador CC com excitação independente Modelo de Regime Permanente: 800 RPM | em rad/s? 1 RPM = 1*27/60 rad/s 800*0,10472 = 83,78 rad/s Para o modelo acima, temos que: * Rr=1000 * R.=00 * R=1009 * R=020 * R=20. Gerador CC com excitação independente Paral,=0,8A E, =114*800/1200=76 V (curva de magnetização) E, = Ko, a K4? E=Kdo, K9=76V [83,38 rad/s K,p = 0,907 Vsirad N Z; K,- 2º também pode ser dada por: K,-— LP ma Zma Gerador CC com excitação independente Paral,=08A E,=76V (curva de magnetização) DE,=76V:; L=? E-RI-R1,=0 I,= Et =34,554 RAR, 0,2+2 “ Tensão terminal V=R,1,=2*34,55=601V Queda de tensão na armadura R1,=0,2*34,55=6,9V at a Gerador CC com excitação independente JT=2 P=? T=K,DI,=0,907*34,55=31,34N.m P=V,1,=69,1*34,55=2387,41W Exercício: Gerador CC com excitação paralela (4.9) Uma máquina CC (6kW, 120V, 1200 rpm) auto-excitada tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: 1 (A) |O 0,1 0,2 0,3 04 0,5 0,6 0,8 1 1,2 E(V) |5 20 40 60 79 93 102 [14 [120 |125 Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 9, R,,=100 O. A máquina é acionada a 1200 rpm. A resistência de controle da corrente de campo pode variar de O a 150 o. a) Determine os valores máximo e mínimo da tensão terminal em vazio; b) | Determine o valor de R,, para que a tensão terminal em vazio seja 120V; i) —Ignorando a reação da armadura determine a tensão terminal para corrente da armadura nominal. Determine a máxima corrente que a armadura pode fornecer. Qual é o valor da tensão terminal nessa condição? ii) Assumindo que 1,ra0,1A e 1,=50A e considerando que a reação da armadura é proporcional à corrente de armadura, repita a parte (i); Exercício: Gerador CC com excitação paralela (4.9) Uma máquina CC (6kW, 120V. 1200 rpm) auto-excitada tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: em n oq 02 na 4 5 6 08 1 12 Ev) 5 20 ao su 7a 93 102 14 120 125 Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 2, R;= 100 2. A máquina é acionada a 1200 rpm. O enrolamento de campo é alimentado por uma fonte de 120Y. A resistência de controle da corrente de campo pode variar de O à 150 O.. b6) Tgnorando a reação da armadura determine à tensão terminal para corrente da armadura nominal. Determine a máxima corrente que a armadura pode fomecer. Qual é o valor da tensão terminal nessa condição? 120 Vc60V; 00 2 E =93V; | É <e 8 2 33 ER) I,=D>=I165A ê ,2 20 0 o 02 04 0.6 08 1 12 Corrente de Campo (A) Exercício: Gerador CC com excitação paralela (4.9) Uma máquina CC (6kW, 120V. 1200 rpm) auto-excitada tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: RE 0 81 oz 03 da os 06 E 1 12 Ev) 5 20 E su 7a 93 102 n4 120 125 Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 O, R,,=100 2. A máquina é acionada a 1200 rpm. O enrolamento de campo é alimentado por uma fonte de 120V. A resistência de controle da corrente de campo pode variar de O à 150 O.. búi Assumindo que Lg a=0,1A e 1,=50A e considerando que a reação da armadura é proporcional à corrente de armadura, repita a parte (1); 120 Sem RA Com RA 100 VE=lOSV; Vos; jo E=lI8V; E 108V; 8º 2 a 20 Pg 0.2 04 026 0.8 1 1.2 Corrente de Campo (A) Exercício: Gerador CC com excitação paralela (4.9) Uma máquina CC (6kW, 120V. 1200 rpm) auto-excitada tem a seguinte curva de magnetização a 1200 rpm: em n oq 02 na 4 5 6 08 1 12 Ev) 5 20 ao su 7a 93 102 14 120 125 Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 2, R;= 100 2. A máquina é acionada a 1200 rpm. O enrolamento de campo é alimentado por uma fonte de 120Y. A resistência de controle da corrente de campo pode variar de O à 150 O.. bri) Assumindo que L;j=0,1A e L=50A e considerando que a reação da armadura é proporcional à corrente de armadura, repita a parte (i); 120 Sem RA Com RA e 100 V=60V; V=75V; 3º] E=93V. E =93V; 8º ER 1, =165A 1,=18 904 º » % 0.2 04 0.6 0.8 1 1.2 Corrente de Campo (A) Gerador shunt — Característica de regulação de tensão Curva de regulação de tensão sem a reação de armadura: “120V 254 504, I6A Gerador shunt — Característica de regulação de tensão Curva de regulação de tensão com a reação de armadura: %120V he Ia Luas 25h 504 ,— 90A Gerador shunt — Característica de regulação de tensão Curva de regulação de tensão com x sem a reação de armadura: 25A 504, ISSA Exemplo 4.10 (Sen) No instante L,, temos que: +, atinge valor nominal de 100 A Elas = VE (8, + Rua)ly =100-0.125x100=87,5 V No instante ty, Ry diminui 7,=2004 (valormáximo) para Rs lal que Ta < 2004: V-ts 100—87,5 R+Ra 01+Rçs aed” =200> R,,=-0,03750 R, negativo significa que não é necessário um quarto passo, e que R,. pode ser nulo. 100-8' = insta +, =" = 125 A <200 A (decrescendo) Com R, =0, no instante t,*, 010 ( ) temos que: E, =87,5 V (crescendo) Em regime, temos que: 1, decresce até 100 A (nominal) E, =100-0,x100 = 90 V (nominal) Exemplo 4.10 (Sen) Portanto, três resistências para o reostato O comportamento da corrente de de partida são necessárias: armadura é dado por: Ry= Ro — Roz = 04-0.15=0,250 R= Rs Rs = 015-0025=0,1250 R$= Rs Ras = 0,025-0=0,025 0 Exemplo 4.10 (Sen) E o comportamento da velocidade? Para velocida nominal 63, = 1000 zpm Est EV Rd =100-0,1x100=90 V Visto que a corrente de campo é constante, K,P é praticamente constante No instante ty, temos que: 4, atinge valor nominal de 100 A Es=V(R,+R)T, =100-0,5x100=50V o a =58.18rad/s=555,5rpm 18594 No instante ty, temos que: ; aringe valor nominal de 100 A Es VARA RA)I, = 100-0,25x100=75 V Es 75 OS Ko 08594 =87,3 rad/s = 833,7 rpm No instante t,, temos que: 4 atinge valor nominal de 100 A Ea sVR+ Ra)t,=100-0,125x100=87,5 V as Ea FS 10 8rudls=972 rpm “RO 08594 Exemplo 4.10 (Sen) Em regime, temos que: 7, decresce até 100 A (nominal) £, =100-01x100= 90 V (nominal) 9 90 == = 104,3 rad/s = 1000 rpm (nominal) KD 08594 (8) “Exercício 4.11 A máquina CC auto-excitada do exercício 4.10 (10 KW, 250 V, 1000 rpm) produz corrente nominal quando é acionada a 1000 rpm. As perdas rotacionais são 500 W. Os parâmetros da máquina são: R,=0,2 9, R,,=133 9. a)Determine a tensão de armadura gerada; b) Determine o torque da máquina; c)Determine a eficiência; “Exercício 4.11 a) Obs 1: dados de placa se relerem ao terminal da máguina Corrente terminal a plena carga: 1 = 10000 =40A 250 Vo 250 ; == Ta iB8A DS 1=1,+1,=188+40=41884 f b) peeconnioeno oo Piu = E, XT, =25837x41,88= 10821 W 4 ºObs 2: O torque desenvolvido aq qual se refere o exercício é o torque | Cote E Fam no J0821 103.3 Nm | eletromagnético e não o mecânico. | O 1000x2xz L | [6 Dog Bw o VM ui, - Pa Pita tRo VXLARIAR + z, 250x40 250x 40 - - é - =8834% 10821+500 250x40+0.2x41.88 +133x1.88º +500