MOTOR DE INDUÇÃO 3

CIRCUITO EQUIVALENTE• Da aula 15:

Como se obtém as grandezas do circuito equivalente?Ensaios: Ensaio a vazio

Ensaio com rotor bloqueado

I1

I '2I

Rc Xm

R1 '

21 XXj

sR '

2V1

ENSAIO A VAZIO• Enrolamento do estator conectado na tensão nominal;

• Não há carga mecânica acoplada ao eixo do motor;

• A velocidade do rotor (Nr) é muito próxima da velocidade síncrona (Ns), o que implica em um escorregamento muito próximo de zero (s 0);

• O s 0 cancela o ramo do rotor do circuito equivalente, pois faz com que a resistência /s seja infinita, logo a corrente é nula.

• Se obtém o ramo shunt Rc e Xm

• Conhecendo a tensão aplicada, a corrente no enrolamento do estator e a potência de entrada é possível calcular as grandezas do ramo shunt;

'2R

ENSAIO A VAZIO

Potência de entrada (Po)

Perda no cobre do estator(Pcobre_estator)

Perda no núcleo do estator(Pnúcleo)

Perdas rotacionais(Prot)

• Em vazio e na tensão nominal a potência de entrada supri 3 perdas:

Po = Pcobre_estator + Pnúcleo + Prot

rotnúcleo121o PPRI3P

Logo Po é dado por:

Quando informações específicas sobre a perda no núcleo do

estator (Pnúcleo) e sobre a perda rotacional (Prot) não são

conhecidas, é usual assumir que essas grandezas são iguais.

ENSAIO COM ROTOR BLOQUEADO

• O ensaio com rotor bloqueado é realizado em um nível de tensão, para o qual, circula corrente nominal no enrolamento do estator enquanto o rotor está parado;

• Geralmente a tensão necessária é muito inferior a tensão nominal; variando de 1/6 a 1/3 da tensão nominal;

• Para Nr igual a zero sabe-se que s=1;

• Para s=1 tem-se que a impedância do ramo do rotor é pequena e está em paralelo com o ramo shunt que é grande, logo a impedância equivalente será pequena e aproximadamente igual a impedância do ramo do rotor. Por essa razão o ramo shunt pode ser desprezado nesse ensaio.

• Conhecendo a tensão aplicada, a corrente no enrolamento do estator e a potência de entrada é possível calcular as grandezas do circuito equivalente: X1,X2 e R’

2.

ENSAIO COM ROTOR BLOQUEADO

• Com o rotor bloqueado e na corrente nominal a potência de entrada supri as perdas nas duas resistências do circuito:

21

'21o IRR3P

RESUMO DOS ENSAIOS

Ensaio a Vazio Ensaio rotor bloqueado

s = 0;

Aplica-se tensão nominal;

Calcula-se o ramo shunt;

cos entre 0,1 a 0,2

s = 1;

Aplica-se corrente nominal;

Calcula-se o ramo série;

cos entre 0,4 a 0,6

A resistência do enrolamento do estator é obtida pelo ohmímetro

O procedimento dos cálculos está no formulário MIT

EXERCÍCIOS1) (Apostila MIT) Um motor de indução do tipo gaiola de esquilo tem os enrolamentos do estator conectados em Y, VL igual a 380V, 50Hz e R1 igual a 0,26 por fase. Na situação a vazio a máquina consome 400 W para uma corrente de 3 A. Considere que Pnúcleo = 1,5 Prot. Determine:

a)O fator de potência do MIT a vazio

b) A perda no núcleo

c) A perda rotacional

d) Os parâmetros do ramos shunt

Resp: cos = 0,2

Resp: Pnúcleo = 235,8W

Resp: Prot = 157,25W

Resp: Rc = 613,48 e Xm = 74,65

EXERCÍCIOS2) (Apostila MIT) O ensaio de rotor bloqueado foi realizado em um MIT, conexão do estator em Y, 50 Hz, 4 pólos. A potência de entrada foi de 20kW com tensão de linha igual a 220 V e corrente igual a 90 A. Calcule os parâmetros do motor se R1 for igual a 0,3 por fase.

Resp: 52,0R '2

57,0XX

14,1XX'21

'21

EXERCÍCIOS3) (Del Toro; pg 192) Um motor de indução 3 com rotor enrolado, estator conectado em Y, 500HP, 2200 V, 25Hz, 12 pólos, tem os seguintes parâmetros:

8,31X780R

43,1XX

235,0R225,0R

mc

'21

'21

Um teste em vazio e um teste de rotor bloqueado são executados nessa máquina.

EXERCÍCIOSa) Com a tensão nominal aplicada no teste em vazio, calcule as leituras no amperímetro da rede, assim como a leitura total no wattímetro.

b) No teste com rotor bloqueado, a tensão aplicada é ajustada de forma que a corrente da rede seja de 228 A em cada fase. Calcule as leituras do voltímetro da rede (tensão de linha) e a leitura total do wattímetro.

Resp: I = 39,97 A Po = 13,48 kW

Resp: VL = 593,21 V Po = 71,73 kW

CURIOSIDADEEnviada por: Lucas (Mecatrônia)

Você já viu macaco obeso?

Macacos obesos no Japão

Macacos em zoológico japonês tem dificuldades em processar comidas calóricas oferecidas por turistas.

Fonte: http://g1.globo.com/Noticias/Ciencia/0,,MUL452733-5603,00.html

Macacos obesos no Japão

EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES

EXERCÍCIOS4) (Del Toro; pg 193) Um motor de indução de rotor enrolado, estator conectado em Y, tem os seguintes parâmetros por fase:

20,22X143R

40,1X6,0X

40,0R26,0R

mc

'21

'21

EXERCÍCIOSa) Se a tensão nominal de 220 V for aplicada ao motor em vazio, calcule a corrente da rede e o fator de potência.

Resp: I = 5,78 A e cos = 0,15

b) Se o rotor for curto circuitado e bloqueado e uma tensão de 60 V(tensão de linha) for aplicada, calcule a potência de entrada em watt.

Resp: Po = 535,66 W

EXERCÍCIOS5) (Del Toro; pg 164) Os resultados dos ensaios realizados em um MIT conectado em Y foram:

Teste em vazio: 550 V; 5,8 A; 754 WTeste rotor bloqueado: 123 V; 25 A; 2419 WPara calcular R1: 15 V; 25 A

Calcule as grandezas do circuito do MIT

Resp: Rc = 827,82 Xm = 55,26

R1 = 0,6 R’2 = 0,69

X1+X’2 = 2,68

EXERCÍCIOS6) (Apostila MIT) Um motor trifásico, gaiola de esquilo, possui os seguintes parâmetros:

16X

35,0XX

14,0R39,0R

m

'21

'21

O motor tem 4 pólos, estator conectado em Y, 60 Hz, tensão nominal de linha igual a 220 V. A velocidade nominal é igual a 1746 rpm. Perdas rotacionais e no núcleo podem ser desprezadas.

Atenção: Use o modelo exato do circuito

EXERCÍCIOSCalcule:

a) O escorregamento Resp: 0,03

b) A impedância equivalente do circuito: Resp: 4,87 /22,41º

c) A corrente no estator Resp: 26,07 A

d) O fator de potência Resp: 0,92

e) A potência ativa de entrada Resp: 9139,28 W

BIBLIOGRAFIA

•Principles of Electric Machines and Power Electronics, P.C. Sem, Second Edition, John Wiley & Sons, 1997.

•Máquinas Elétricas e Transformadores, I.L. Kosow, Sexta Edição Editora Globo S.A., 1972.

•Fundamentos de Máquinas Elétricas, V. Del Toro, PH do Brasil, 1994.