Exemplo 2: A velocidade de um motor com excitação independente é controlada por um conversor monofásico de onda completa. O circuito de campo também é controlado por um conversor completo, e a corrente de campo, ajustada para o máximo valor possível. A tensão de alimentação CA para os conversores da armadura e do campo é monofásica,
. A resistência da armadura é
, a resistência do circuito de campo,
e a constante de tensão no motor,
. A corrente de armadura correspondente à demanda da carga é
. O atrito viscoso e as perdas sem carga são desprezáveis. As indutâncias dos circuitos da armadura e do campo são suficientes para tornar as correntes de armadura e de campo contínuas e sem ondulações. Para um ângulo de disparo do conversor da armadura
e uma corrente de armadura
, determine:
(a) o torque desenvolvido pelo motor
;
(b) a velocidade ; e
(c) o FP de entrada do acionamento.
(a) o torque desenvolvido pelo motor
(b) a velocidade ; e
(c) o FP de entrada do acionamento.
Passo 1
O enunciado descreve um motor CC de excitação independente alimentado por dois conversores monofásicos de onda completa: um no circuito de armadura (ângulo de disparo
) e outro no circuito de campo (ajustado para corrente máxima, isto é,
). A tensão CA de entrada em ambos é
,V rms a
,Hz. Sabemos que:
•
,
(armadura)
• ,
(campo)
• ,V/(
ad/s) (constante de tensão)
• ,A (corrente de armadura)
• Desprezamos atrito, perdas sem carga e ondulações de corrente.
Precisamos determinar (a) o torque , (b) a velocidade do motor e (c) o fator de potência de entrada.
•
•
•
• Desprezamos atrito, perdas sem carga e ondulações de corrente.
Precisamos determinar (a) o torque
Passo 2
Calcular a tensão contínua de saída do conversor de armadura. A amplitude da tensão de entrada é
Para um conversor monofásico de onda completa em condução contínua vale
Passo 3
Determinar a corrente de campo
. Como o conversor de campo está disparado em
, a tensão CC no campo é
Logo
Passo 4
Calcular a constante de torque
. Em motores CC de excitação independente,
, e
. Assim,
Passo 5
Calcular o torque desenvolvido:
Passo 6
Determinar a força contraeletromotriz
e a velocidade. A equação de armadura é
Como
, vem
Em rpm,
Passo 7
Calcular o fator de potência de entrada do acionamento. A corrente de linha é uma onda quadrada bipolar de amplitude
, cuja componente fundamental tem fator de distorção
e se desloca de
em relação à tensão fundamental, gerando um fator de potência
Resposta
(a)
,
(b) ,rad/s
,rpm
(c)
(b)
(c)