Aula 5.2 Acionamento e Controle dos Motores de Indução Trifásicovilela-eletrica.weebly.com/uploads/1/4/4/4/14442844/aula_5_2_-_con... · A figura abaixo apresenta a forma de onda

Conversão de Energia II

Aula 5.2

Acionamento e Controle dos Motores de Indução Trifásico

Prof. João Américo Vilela

Departamento de Engenharia Elétrica

Exercício 1


Para o motor de indução trifásicoque tem as curva de torque,potência e corrente versusvelocidade apresentada ao ladoresponda:a) É adequado utilizar uma partidaestrela-triângulo nesse motorquando conectado a uma carga detorque constante igual a 30 [N.m]?Justifique.

( )

( ) ( )

+++

⋅⋅⋅=

2

2.1

2

2.1

2

2

.11

XXsRR

sRVq

wT

eqeq

eq

s

mec

Curva de torque, potência e corrente versus velocidade para condições

nominais do motor

Exercício 1


Para o motor de indução trifásicoque tem as curva de torque,potência e corrente versusvelocidade apresentada ao ladoresponda:b) É adequado utilizar uma chavecompensadora para acionar essemotor quando conectado a umacarga de torque constante igual a30 [N.m]?c) Qual teria que ser o Tap mínimodo auto-transformador emporcentagem da tensão nominal.

( )

( ) ( )

+++

⋅⋅⋅=

2

2.1

2

2.1

2

2

.11

XXsRR

sRVq

wT

eqeq

eq

s

mec


nominais do motor

Exercício 1


Para o motor de indução trifásicoque tem as curva de torque,potência e corrente versusvelocidade apresentada ao ladoresponda:d) Com esse mesmo motor épossível partir uma carga detorque constante igual a 120[N.m]? Justifique.


nominais do motor


d) Com esse mesmo motor épossível partir uma carga detorque constante igual a 120[N.m]? Justifique.

Utilizando um inversor de frequência

Variando a tensão e a frequência dealimentação do motor e possívelobter um alto conjugado durantetodo o período de aceleração domotor.

Exercício 1


Para o motor de indução trifásicoque tem as curva de torque,potência e corrente versusvelocidade apresentada ao ladoresponda:e) Esse motor é alimentado em220V (tensão de fase) por três fiosde cobre de 35 mm2 e comcomprimento de 150 metros,considerando que a quedamáxima aceitável em cadacondutor seja de 3%, qual técnicade partida atenderia essaespecificação com menor custo. (otorque na partida pode ser muitobaixo)


nominais do motor

81,72 10Cobre mρ −= ⋅ Ω ⋅

Exercício 1


Para o motor de indução trifásicoque tem as curva de torque,potência e corrente versusvelocidade apresentada ao ladoresponda:f) Devido a sensibilidade da cargaque está conectada a esse motoré necessário que o motor acelerelentamente até atingir a velocidadenominal. Qual é a solução maiseconômica para controle daaceleração do motor durante otransitório de partida. (o torque napartida pode ser muito baixo)


nominais do motor


f) Devido a sensibilidade da cargaque está conectada a esse motoré necessário que o motor acelerelentamente até atingir a velocidadenominal. Qual é a solução maiseconômica para controle daaceleração do motor durante otransitório de partida. (o torque napartida pode ser muito baixo)

Exercício 2


A figura ao lado apresenta os dados deplaca de um motor de indução trifásico.Com base nessas informaçõesresponda:a) Esse motor é apresentado como dealto rendimento, qual característica dosdados de placa reforça essa afirmação?b) Qual o rendimento desse motor?c) Por que os motores tem uma altitudemáxima na qual podem operar?d) Qual das configurações de ligaçãodesse motor provoca uma maiorcorrente nas bobinas do motor?

Exercício 3


Na figura cada desenho representa a corrente no motor para uma dada técnica de partida. Preencha os campos abaixo com as letras que representam as figuras.( ) Partida direta;( ) Partida Estrela-triângulo;( ) Partida com chave compesadora;( ) Partida soft-start.


Exercícios 4

Responda (V) para verdadeiro e (F) para falso.Com base nas especificações do motor apresentadoao lado responda:( ) Esse motor é de 2 pólos;( ) O escorregamento desse motor é de 4,5%;( ) Em condições nominais de operação apotência aparente (total) fornecida ao motor éaproximadamente 4,96kVA;( ) Quando o motor está na configuraçãotriângulo a corrente de linha no transitório de partidado motor é superior a 100A;( ) A potência mecânica máxima que essemotor pode ficar submetido em regime é de 5cv;( ) Na configuração em estrela a tensãonominal de alimentação do motor é de 380V.


Responda (V) para verdadeiro e (F) para falso.Com base na figura ao lado responda:( ) Na partida estrela-triângulo aseqüência de acionamento dos contatores é:Inicialmente os contatores K1 e K2 fecham,posteriormente o contator K2 abre e o contatorK3 deve fechar;( ) Na partida estrela-triângulo acorrente de linha do motor é reduzida a 1/3 dacorrente de partida direta;( ) Escorregamento é a diferençapercentual da velocidade de rotação do campogirante em relação à velocidade de rotação doeixo do motor (rotor);

Exercícios 4


Exercícios 4

Responda (V) para verdadeiro e (F) para falso.Com base na figura acima responda:( ) O gráfico do conjugado e corrente versus rotação apresentado na figura,pode ser o gráfico de uma partida estrela-triângulo.( ) Um motor de indução não pode funcionar na velocidade síncrona, pois,nesse caso, o rotor estaria estacionário com relação ao campo rotativo e não seriainduzida nenhuma tensão no rotor.


Exercícios 5Considerando que os dados de placa apresentados na figura abaixo correspondemao motor cuja curva de torque no eixo versus velocidade é apresentado no gráficoabaixo, responda:a) Utilizando a técnica de partida estrela-triângulo, determine o torque no eixo que omotor vai apresentar na partida;b) Com esse motor é possível partir uma carga que exige um torque na partida igual a18 [N.m]? Justifique.


Exercícios 6

Para o motor de indução trifásico que tem as curva de torque, potência e correnteversus velocidade apresentada na figura abaixo. Determine:a) É adequado utilizar uma chave compensadora para acionar esse motor quandoconectado a uma carga de torque constante igual a 20 [N.m]? Qual teria que ser oTap mínimo do auto-transformador em porcentagem da tensão nominal.b) Qual é a corrente de partida do motor utilizando uma chave compensadora, como Tap do auto-transformador especificado em 60% da tensão nominal.


Exercícios 7Com base nos dados de placa apresentados na figura abaixo, determine:a) Qual é a potência no eixo desse motor em condições nominal de operação(potência de saída nominal);b) Qual é o torque no eixo do motor que será entregue a carga quando operandoem condições nominais (carga nominal);


Exercícios 8

Marcar com “V” as questões verdadeiras e com “F” as falsas:( ) A Fig. 1.a apresenta duas configurações de barras do rotor e a Fig. 1.bduas curvas de torque versus velocidade. Sabendo-se que cada configuração dabarra do rotor corresponde a uma curva de conjugado, podemos afirmar que aconfiguração (a) corresponde a curva de número um e a configuração (b) a curva denúmero dois.( ) Com base na Fig. 1.b pode-se afirmar que a curva (1) é produzida por ummotor de mais alto rendimento que a produzida pelo motor relacionado a curva (2);

Fig. 1.a Fig. 1.b


Exercícios 8

( ) Considerando que os dados de placaapresentados na figura ao lado correspondemao motor cuja curva de conjugado versus torqueé apresentado na Fig. 1.b curva (1). Com basenessas informações podemos afirmar que essemotor utilizando uma partida direta pode partiruma carga que requer um torque na partida de 8[N.m];( ) Com base nos dados de placa domotor apresentado na figura ao lado, podemosafirmar que a corrente de linha nominal do motorquando ligado em triângulo é de 7,76 [A];


Exercícios 9

A figura abaixo apresenta a forma de onda da corrente de alimentação do motorem função da velocidade de rotação do motor numa partida estrela triângulo.a) Com base na figura pode-se considerar que a técnica de partida de motoresestrela-triângulo se mostrou adequada nesse caso? Justifique.b) Apresente dois motivos que fariam com que um motor instalado numa fábricautilizando a técnica de partida estrela-triângulo tivesse o comportamento dacorrente conforme apresentado na figura abaixo.


Dados de placa dos motores de indução



Regime de serviço


REGIMES DE SERVIÇO:

Regime S1: Regime contínuo

tn

Carga

PerdasElétricas

Temperatura

Tempo

θθθθ máx




Regime S2: Funcionamento a carga constante durante um período inferior ao

tempo necessário para atingir o equilíbrio térmico.

tn

Tempo

θθθθ máx

Carga

PerdasElétricas

Temperatura




Regime S3: Seqüência de ciclos idênticos, sendo um período a carga constante

e um período de repouso. O ciclo é tal que a corrente de partida não afeta

significativamente a elevação de temperatura.

Carga

PerdasElétricas

Temperaturaθθθθ máx

Tempo

tn tr

Duração do ciclo




Regime S4: Seqüência de ciclos idênticos, sendo um período de partida, um

período a carga constante e um período de repouso. O calor gerado na partida é

suficientemente grande para afetar o ciclo seguinte.

Carga

PerdasElétricas

Temperatura

Tempo

Duração do ciclo

θθθθ máx

td tn tr



Classe de isolamento



A vida útil do motor é função da isolação;

Um aumento de 10 graus na temperatura, acima da suportável pelo isolante,

reduz a vida útil pela metade.

VIDA ÚTIL DO MOTOR:



COMPOSIÇÃO DA TEMPERATURA EM FUNÇÃO DA CLASSE DE ISOLAMENTO:

Temperatura Ambiente ºC 40 40 40 40 40

∆∆∆∆T = Elevação de Temperatura K 60 75 80 105 125

( método da resistência )

Diferença entre o ponto mais ºC 5 5 10 10 15quente e a temperatura média

Total: Temperatura do ponto ºC 105 120 130 155 180mais quente

Classe de Isolamento - A E B F H



Grau de Proteção



1º ALGARISMO ( indica o grau de proteção contra penetração de corpos sólidos e contato acidental)

0 Sem proteção1 Corpos estranhos de dimensões acima de 50mm - Toque acidental com a mão2 Corpos estranhos de dimensões acima de 12mm - Toque com os dedos3 Corpos estranhos de dimensões acima de 2,5mm - Toque com os dedos4 Corpos estranhos de dimensões acima de 1,0mm - Toque com ferramentas5 Proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais ao motor - Completa contra toques6 Totalmente protegido contra a poeira - Completa contra toques

2º ALGARISMO ( indica o grau de proteção contra penetração de água no interior do motor)

0 Sem proteção1 Pingos de água na vertical2 Pingos de água até a inclinação de 15°com a vertical3 Água da chuva até a inclinação de 60°com a vertical4 Respingos em todas as direções5 Jatos d’água de todas as direções6 Água de vagalhões7 Imersão temporária8 Imersão permanente

GRAUS DE PROTEÇÃO

A letra (W) entre as letras IP e os algarismos, indica que o motor é protegido contra intempéries



Conjugados normais, Corrente de partida

normal,baixoescorregamento

Fator de serviço

Regime de serviço

Potência mecânica

Graus de proteção

Rendimentoe

Fator de potência


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