Exemplo 1: A velocidade de um motor CC com excitação independente é controlada por um semiconversor monofásico. A corrente de campo, que também é controlada por um semiconversor, é 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 campo é
, a constante de tensão no motor,
. O torque da carga é
a 1000 rpm . O atrito viscoso e as perdas a vazio 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. Determine:
(a) a corrente de campo
;
(b) o ângulo de disparo do conversor no circuito da armadura; e
(c) o fator de potência de entrada do conversor do circuito da armadura.
(a) a corrente de campo
(b) o ângulo de disparo do conversor no circuito da armadura; e
(c) o fator de potência de entrada do conversor do circuito da armadura.
Passo 1
O enunciado trata de um motor CC de excitação independente alimentado por semiconversores monofásicos na armadura e no campo, com tensão de alimentação
,\mathrm{V},
,\mathrm{Hz}. Dados:
,
, constante do eixo
,\mathrm{V/(A\cdot rad/s)}, torque de carga
,\mathrm{N\cdot m} a
,\mathrm{rpm}. Desprezam-se atrito e perdas sem carga, e assume-se corrente contínua nos semicondutores. Precisamos achar:
(a) corrente de campo ;
(b) ângulo de disparo do semiconversor da armadura;
(c) fator de potência de entrada do semiconversor da armadura.
(a) corrente de campo
(b) ângulo de disparo
(c) fator de potência de entrada do semiconversor da armadura.
Passo 2
Como o semiconversor do campo regula para máxima tensão DC, toma-se
. O valor médio da tensão DC em saída de um retificador monofásico full-wave controlado é
Em regime estacionário,
, logo
Passo 3
O torque em um motor CC de excitação independente é
Desse modo, a corrente de armadura necessária é
Passo 4
A FEM contra-eletromotriz vale
com
,\mathrm{rad/s}. Então
A tensão DC exigida na armadura é
Para o semiconversor monofásico full-wave vale
Igualando a 86,2,V, obtém-se
logo
Passo 5
O fator de potência de entrada (deslocamento) do semiconversor fica
Resposta
(a)
,A
(b)
(c)
(b)
(c)