6.27 Um motor de indução de rotor bobinado está operando na tensão e frequência nominais com seus anéis deslizantes em curto-circuito e com uma carga em torno de
do valor nominal da máquina. Se a resistência de rotor dessa máquina for dobrada pela inserção de resistores externos no circuito do rotor, explique o que acontecerá ao:
(a) Escorregamento
(b) Velocidade do motor
(c) A tensão induzida no rotor
(d) A corrente do rotor
(e)
(f)
(g)
(h) Eficiência total
(a) Escorregamento
(b) Velocidade do motor
(c) A tensão induzida no rotor
(d) A corrente do rotor
(e)
(f)
(g)
(h) Eficiência total
Passo 1
O enunciado descreve um motor de indução de rotor bobinado operando à tensão e frequência nominais, com anéis em curto e carregado em cerca de 25 % da potência nominal. Em seguida inserimos resistores externos de forma que a resistência do rotor
seja dobrada. Queremos saber o que acontece com o escorregamento
, velocidade
, tensão induzida no rotor
, corrente do rotor
, torque eletromagnético
, potência de saída
, perdas no cobre do rotor
e eficiência
. Para isso vamos usar a característica de torque em baixíssimo escorregamento, onde a reatância rotórica é desprezível e
para manter o mesmo torque de carga.
Passo 2
Manter o mesmo torque de carga significa manter
constante. Como em regime de pequeno
temos aproximadamente
para uma constante
, basta dobrar
quando dobramos
. Logo, se
vira
, o novo escorregamento será
Portanto o escorregamento aumenta.
Passo 3
A velocidade mecânica do rotor em rpm satisfaz
Como
aumenta,
diminui, então
diminui. Em outras palavras, o motor roda mais devagar.
Passo 4
A tensão induzida no rotor refere-se a
onde
é a tensão de rotor no escorregamento unitário (constante para mesma tensão e frequência do estator). Como
dobra,
também dobra.
Passo 5
A corrente de rotor (referida ao estator) no regime de pequeno
é
Substituindo
e
obtemos
Logo, a corrente do rotor permanece praticamente inalterada.
Passo 6
Como escolhemos
de modo a manter o torque de carga, o torque eletromagnético
permanece igual ao valor anterior.
Passo 7
A potência de saída é
O torque
é o mesmo, mas a velocidade angular
(proporcional a
) caiu. Portanto
diminui.
Passo 8
As perdas no cobre do rotor são
Como a corrente de rotor não muda e
dobrou,
dobra.
Passo 9
A eficiência total
é
Aqui
caiu e as perdas no rotor aumentaram, logo a eficiência
diminui.
Resposta
(a) O escorregamento
aumenta (aprox. dobra).
(b) A velocidade do motor diminui.
(c) A tensão induzida no rotor aumenta (dobra).
(d) A corrente do rotor permanece quase a mesma.
(e) O torque eletromagnético permanece igual.
(f) A potência de saída diminui.
(g) As perdas no cobre do rotor dobram.
(h) A eficiência total diminui.
(b) A velocidade do motor
(c) A tensão induzida no rotor
(d) A corrente do rotor
(e) O torque eletromagnético
(f) A potência de saída
(g) As perdas no cobre do rotor
(h) A eficiência total