8.21 Um motor CC em derivação de
e 1000 rpm tem uma corrente de armadura de plena carga de 70 A quando está operando em condições nominais. A resistência de armadura do motor é
e a resistência de campo
é
. A resistência ajustável
do circuito de campo pode ser variada dentro do intervalo de 0 a
e, no momento, está ajustada para
. A reação de armadura pode se ignorada nessa máquina. A curva de magnetização, obtida com uma velocidade de 1000 rpm , é dada pela tabela seguinte:
5
78
95
112
118
126
0,00
0,80
1,00
1,28
1,44
2,88
(a) Qual é a velocidade do motor quando ele está operando nas condições nominais especificadas?
(b) A potência de saída do motor é 10 HP nas condições nominais. Qual é seu conjugado de saída?
(c) Quais são as perdas no cobre e as perdas rotacionais do motor a plena carga (ignore as perdas suplementares)?
(d) Qual é a eficiência do motor a plena carga?
(e) Se agora a carga do motor for retirada sem alterações na tensão de terminal nem em
, qual será sua velocidade a vazio?
(f) Suponha que o motor esteja funcionando nas condições a vazio descritas na parte (e). Que aconteceria ao motor se seu circuito de campo fosse aberto? Ignorando a reação de armadura, qual seria a velocidade final de regime permanente do motor nessas condições?
(g) Que intervalo de velocidades a vazio é possível nesse motor, usando o intervalo de valores de resistência de campo, que podem ser obtidos variando
?
|
5 | 78 | 95 | 112 | 118 | 126 |
|
0,00 | 0,80 | 1,00 | 1,28 | 1,44 | 2,88 |
(b) A potência de saída do motor é 10 HP nas condições nominais. Qual é seu conjugado de saída?
(c) Quais são as perdas no cobre e as perdas rotacionais do motor a plena carga (ignore as perdas suplementares)?
(d) Qual é a eficiência do motor a plena carga?
(e) Se agora a carga do motor for retirada sem alterações na tensão de terminal nem em
(f) Suponha que o motor esteja funcionando nas condições a vazio descritas na parte (e). Que aconteceria ao motor se seu circuito de campo fosse aberto? Ignorando a reação de armadura, qual seria a velocidade final de regime permanente do motor nessas condições?
(g) Que intervalo de velocidades a vazio é possível nesse motor, usando o intervalo de valores de resistência de campo, que podem ser obtidos variando
Passo 1
O enunciado trata de um motor CC em derivação com os seguintes dados nominais: tensão de armadura
, potência de saída
, velocidade base
, corrente de armadura em carga
, resistência de armadura
, resistência de campo fixa
mais um resistor ajustável
. Despreza-se reação de armadura e perdas suplementares. A curva de magnetização (tensão gerada
vs corrente de campo
) é dada a
.
Conteúdo a usar:
Equação de tensão do motor CC:
.
Lei de ação da magnetização:
.
Torque a partir da potência:
.
Perdas em cobre e balanço de potência.
Cálculo de velocidade no vazio ajustando
pela curva de magnetização.
Conteúdo a usar:
Passo 2
Calcular a corrente de campo e, a seguir, a tensão gerada
sob carga e a velocidade real.
— A corrente de campo nominal é
— A corrente de campo nominal é
— A tensão gerada em carga é
— Na curva de magnetização a
, para
interpola-se entre os pontos
e
:
— Como
, a velocidade real
é
Passo 3
Determinar o conjugado de saída a plena carga.
— Converte-se em watts:
— Converte-se
— A velocidade angular é
— O torque útil é
Passo 4
Calcular as perdas em cobre e as perdas rotacionais (ignorar suplementares).
— Perda em cobre do enrolamento de armadura:
— Perda em cobre do enrolamento de armadura:
— Perda em cobre do circuito de campo (resistência total
):
— Potência de entrada total:
— Perdas rotacionais:
Passo 5
Calcular a eficiência a plena carga.
Passo 6
Velocidade a vazio sem alterar
nem
.
— Em vazio, , logo
.
— Com o mesmo campo ( ),
— Em vazio,
— Com o mesmo campo (
a
. Logo
Passo 7
O que ocorre se o circuito de campo for aberto (a vazio)?
— Fica só o fluxo residual cuja tensão gerada a é
(da curva em
).
— Em regime, e
— Fica só o fluxo residual cuja tensão gerada a
— Em regime,
Ou seja, o motor dispara até alcançar essa velocidade de regime (risco de dano).
Passo 8
Intervalo de velocidades a vazio obtido variando
de
a
.
— ,:
. Da curva, em
temos
, logo
—
—
,:
. Interpolando na curva entre
e
obtém-se
, logo
Resposta
(a)
(b)
(c) ,
,
(d)
(e)
(f) Com campo aberto, o motor dispara até cerca de (fluxo residual)
(g) Faixa de vazio de aproximadamente a
variando
.
(b)
(c)
(d)
(e)
(f) Com campo aberto, o motor dispara até cerca de
(g) Faixa de vazio de aproximadamente