LABORATRIO DE CONVERSO ELETROMECNICA DE ENERGIA

Universidade de So PauloEscola de Engenharia de So Carlos

Departamento de Engenharia Eltrica e de Computao

Es

SEL330 LABORATRIO DE CONVERSO ELETROMECNICA DE ENERGIA

PRTICA #4MQUINAS DE CORRENTE CONTNUA PARTE 1CARACTERIZAO E FUNCIONAMENTO COMO GERADOR E MOTORProfessores:Eduardo Nobuhiro Asada, Elmer Pablo Tito Cari, Jos Carlos de Melo Vieira Junior, Lus Fernando Costa Alberto.OBJETIVOS:

Esta prtica tem como objetivo principal familiarizar os alunos com a mquina de corrente contnua por meio da realizao de ensaios que permitam caracterizar a operao da mquina configurada como gerador e como motor. Como objetivos pontuais, destacam-se os seguintes: Operao como gerador: visualizao da forma de onda da tenso retificada e antes da retificao; verificao da relao da tenso de armadura com o fluxo magntico produzido pelo enrolamento de campo.

Operao como motor: verificao da relao entre a velocidade do motor e o fluxo magntico produzido pelo enrolamento de campo. Familiarizar os alunos com o procedimento de partida de motores sncronos.

DISPOSITIVOS EM ESTUDO

Identifique a mquina de corrente contnua e a mquina sncrona. Para cada um desses dispositivos, preencha a tabela a seguir:

Mquina CCMquina Sncrona

Potncia nominal

Nmero de polos

Tenso nominal da armadura

Corrente nominal da armadura

Tenso nominal do campo

Corrente nominal do campo

Velocidade nominal

PROCEDIMENTO 1: GERADOR CC FORMA DE ONDA DA TENSO NA ARMADURA E NA BOBINA EXPLORATRIA1) Configure a mquina CC como um gerador com excitao independente, acionada pelo motor sncrono(vide recomendao no final para dar a partida do motor sncrono). Desenhe um esquema de ligaes e discuta com o professor. Monitore a tenso da armadura e a corrente de campo da mquina CC.2) Utilize o motor sncrono para manter a mquina de corrente contnua girando velocidade constante de 1800 rpm. Ajuste a corrente de campo da mquina CC para 200 mA e monitore com o osciloscpio a tenso de armadura e a tenso da bobina exploratria (a bobina exploratria existe nesta mquina com fins didticos para verificar a tenso induzida nas bobinas do rotor sem o efeito do comutador). Escreva as concluses dessa observao.3) Ainda considerando a velocidade constante igual a 1800 rpm, varie a corrente de campo da mquina CC e verifique a validade da equao Eg=Ka (Eg = Ka a tenso induzida no enrolamento da armadura e Ka a constante de armadura). O que se pode concluir?4) Considerando a corrente de campo da mquina CC igual a 200 mA, varie a velocidade do motor sncrono utilizando um inversor de frequncia e verifique a validade da equao Eg=Ka. O que se pode concluir?PROCEDIMENTO 2: MOTOR CC RELAO ENTRE VELOCIDADE E CORRENTE DE CAMPO1) Configure a mquina CC como um motor com excitao independente. Nesta configurao, deve ser utilizado o dispositivo de proteo contra perda do campo na mquina CC. Desenhe um esquema de ligaes e discuta com o professor. Monitore a tenso e a corrente da armadura, e a corrente de campo do motor CC.2) Alimente a armadura do motor com 220 V e ajuste a corrente de campo tal que a velocidade da mquina seja 1800 rpm.Corrente de campo = _______________3) Considerando a corrente de campo igual estabelecida no item 2), varie a tenso da armadura e verifique o que ocorre com a velocidade do motor para cada variao.O que se pode concluir?4) Considerando a tenso de armadura igual a 220 V varie a corrente de campo e verifique o que ocorre com a velocidade do motor para cada variao. O que se pode concluir?RECOMENDAESPARA DAR A PARTIDA NO MOTOR SNCRONOA mquina operando como motor sncrono no possui torque de partida. No entanto, ela possui uma gaiola de esquilo que auxilia na partida e tambm serve como enrolamento amortecedor. Assim, um procedimento de partida do motor sncrono deve ser obedecido, conforme descrito a seguir:

Pr ajuste a corrente de campo da mquina sncrona, com ela parada, para 2A e em seguida abra o circuito. Obs.: A corrente de 2A ser obtida com uma tenso de aproximadamente 10V; Curto-circuite o enrolamento de campo (chave S1na posio 1 da Figura 1). Durante a partida podem aparecer tenses elevadas no enrolamento de campo caso o mesmo permanea aberto;

Aplique tenso trifsica equilibrada nominal (220Vac) ao enrolamento da armadura (estator).

Monitore a velocidade.

Quando a velocidade estiver prxima da nominal, elimine o curto-circuito e aplique a corrente contnua ajustada anteriormente no enrolamento de campo (chave S1na posio 2). A velocidade deve cravar na nominal, indicando que a mquina sincronizou com a frequncia da rede eltrica. Se por algum motivo a mquina no sincronizar, desligue imediatamente a alimentao trifsica.

Figura 1: Procedimento para a partida da mquina sncrona como motor. No primeiro estgio, o motor sncrono alimentado com 220 VAC, e o circuito de campo em curto circuito. No segundo estgio, verifica-se se a velocidade est prxima da velocidade sncrona para eliminar o curto circuito e aplicar corrente contnua no campo.

PRECAUESPrecauo 1) Atente-se aos valores nominais de corrente e de tenso das mquinas. Esses valores no podem ser ultrapassados. Sempre monitore as correntes e tenses para evitar que estes valores sejam violados.Precauo 2) Atente-se seleo das escalas nos instrumentos de medio. Uma escolha inadequada pode provocar danos ao instrumento.BIBLIOGRAFIA[1] P. C. Sen,Principles of Electric Machine and Power Electronics, Wiley, 2013

[2] G. McPersonn and R. D.Laramore,Electrical Machines and Transformers, John Wiley & Sons, 1981[3] A. E. Fitzgerald, C.Kingsley Jr., S. D. Umans,Electric Machinery, McGraw-Hill, 2003.1