Um motor série de 10 HP, 240 V, tem uma corrente de linha de 38 A e uma velocidade nominal de 600 rpm. A resistência do circuito da armadura e do campo série são, respectivamente, 0,4 e 0,2 ohms. A queda de tensão nas escovas é 5 V . Calcule:
a) Velocidade quando a corrente de carga cai para 20 A .
b) A velocidade quando a corrente de linha é 1 A .
c) Quando a corrente de linha é 60A, e o fluxo do campo série é 125 % do fluxo a plena carga.

Passo 1

O enunciado descreve um motor série de 10,HP em 240,V com corrente nominal de 38,A e velocidade nominal de 600,rpm. As resistências do circuito são Ra=0,4, Omega (armadura) e Rf=0,2, Omega (campo série), e há uma queda de 5,V nas escovas. Vamos usar duas leis básicas de motor de corrente contínua série:
1. A tensão de armadura induzida (fem) é
E = V - I,(Ra+Rf) - Vesc,
onde I é a corrente de linha e Vesc=5,V.
2. Essa fem relaciona-se com fluxo Phi e velocidade angular omega por
E = K,Phi,omega,
e, em rpm, omegapropto n. Como K é constante, para dois pontos 1 e 2 vale
n1n2 ;=;E1/Phi1E2/Phi2
Em regime de campo série não saturado, Phipropto I.

Passo 2

Calcular a fem induzida nominal En usando In=38,A e nn=600,rpm:
En = 240 - 38,(0,4+0,2) - 5 = 240 - 38cdot0,6 - 5 = 240 - 22,8 - 5 = 212,2 V
Esse valor servirá de referência para todas as comparações de velocidade.

Passo 3

Derivar fórmula de velocidade em função de I:
Para uma nova corrente I,
E = 240 - I,(0,6) - 5
O fluxo relativo será Phi/Phin = I/In (caso sem saturação).
Logo a nova velocidade n em rpm será
n = nn;E/EnPhi/Phin =600;E/EnI/In =600;EEn;InI

Passo 4

(a) Para I=20,A:
E = 240 - 20cdot0,6 - 5 = 240 - 12 - 5 = 223 V,
n = 600;223212,2;3820 approx 600cdot1,0508cdot1,9 approx 1,198 rpm

Passo 5

(b) Para I=1,A:
E = 240 - 1cdot0,6 - 5 = 240 - 0,6 - 5 = 234,4 V,
n = 600;234,4212,2;381 approx 600cdot1,1046cdot38 approx 25,200 rpm

Passo 6

(c) Para I=60,A e Phi=1,25,Phin:
E = 240 - 60cdot0,6 - 5 = 240 - 36 - 5 = 199 V,
agora Phi/Phin=1,25, então
n = 600;199212,2;11,25 approx 600cdot0,9379cdot0,8 approx 450 rpm

Resposta

a) napprox1,198,rpm
b) napprox25,200,rpm
c) napprox450,rpm

Exercícios relacionados