Um motor CC com excitação independente, de
, controla uma carga que requer um torque de
a 1200 rpm . A resistência do circuito de campo é
, a resistência do circuito da armadura,
e a constante de tensão do motor,
. A tensão do campo é
. O atrito viscoso e as perdas sem carga são desprezáveis. A corrente da armadura pode ser considerada contínua e sem ondulações. Determine (a) a fcem
a tensão necessária para a armadura
; © a corrente nominal de armadura do motor; e (d) à regulação de velocidade à plena carga.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado nos pede dados de um motor CC de excitação independente:
- Potência nominal 30 hp (22 380 W)
- Tensão do armadura 440 V
- Velocidade nominal 2 000 rpm
- Carga exige 85 N·m a 1 200 rpm
- Resistências:
, - Constante do motor
(na prática, é , a constante de tensão induzida por rad/s com campo constante) - Campo alimentado a 440 V (fluxo constante).
O que vamos usar:
- Equação da FEM induzida:
- Lei de Ohm no circuito de armadura:
- Equação do torque (fluxo constante):
, mas para motor CC com fluxo fixo - Relação potência ↔ torque ↔ velocidade:
- Regulação de velocidade:
.
A partir do Passo 2 a gente resolve de fato!
Passo 2
Primeiro achamos a constante efetiva do motor,
, usando a condição nominal.
- Velocidade nominal em rad/s:
- A potência nominal
corresponde a torque
- Como
e , a corrente nominal é
- Mas também sabemos que, na nominal,
e .
Então:
.
Resolvendo essa equação paradá:
Passo 3
(a) FEM induzida
a 1 200 rpm:
- Velocidade em rad/s:
Passo 4
(b) Tensão necessária na armadura
para carregar a 85 N·m a 1 200 rpm:
- Corrente de armadura para dar
:
- Queda ôhmica em
:
Passo 5
© Corrente nominal de armadura
(na plena carga de 30 hp e 2 000 rpm):
Passo 6
(d) Regulação de velocidade à plena carga:
- Velocidade sem carga (corrente de armadura zero) com
:
Resposta
(a)
(b)
©
(d) Regulação de velocidade ≈ 0,83 %
(b)
©
(d) Regulação de velocidade ≈ 0,83 %