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Terceira Prova de Introdução à Eletromecânica e Automação PEA2211· 02/12/ NOME _________________________________________ N.USP___________Turma____ Professor_________ Questão 1 (3 pontos) Considere um motor assíncrono de anéis, ou seja, motor a indução com rotor bobinado. O número de pólos é 6, a tensão nominal do estator 220V e a tensão rotórica (com rotor parado) atinge 280V, quando o estator é alimentado em tensão nominal. Acoplando-o a um motor de corrente contínua, tem-se a possibilidade de variar a velocidade das duas máquinas, e até mesmo de inverter o sentido de rotação. Esta configuração denomina-se conversor de freqüência de indução , numa montagem similar à utilizada no laboratório: cargas elétricas podem ser alimentadas em freqüência variável pelas bobinas do rotor da máquina assíncrona, ou seja, pela tensão induzida por escorregamento. Alimentando o estator com tensão nominal numa linha trifásica de 60 Hz, pergunta-se: A) Com qual velocidade deve-se acionar o motor de corrente contínua para se obter no rotor do motor de indução a freqüência de 15 Hz? (1,0 ponto)
B) O rotor do motor de indução deverá ser acionado em qual sentido de rotação, tendo-se por base o sentido do campo rotativo? (0,5)
C) Nessa condição, qual o escorregamento resultante e qual a tensão sobre as cargas conectadas aos terminais do rotor? (0,5)
D) Necessita-se, na mesma freqüência de 15 Hz, impor às cargas a tensão de 20V. Qual deve ser a nova tensão de alimentação do estator do motor de indução? (0,5)
E) Caso ocorra uma inversão na seqüência de fases da alimentação do estator do motor de indução, o que pode ser esperado em termos de freqüência e tensão resultantes na carga conectada aos terminais do rotor? (0,5)
Questão 1 Questão 2 Questão 3 Total
Questão 2 (4 pontos) A tabela se refere aos ensaios de um gerador de tensão alternada, trifásico com 6 pólos, de potência nominal 50 [kVA], tensão nominal 220 [V] - na ligação Δ (delta), e freqüência nominal 60 [Hz]. Sabendo que os ensaios foram executados com velocidade constante, a 1200 r.p.m, e na ligação Y (estrela), e que as medidas correspondem a valores de linha, responda: Ensaio em vazio Ensaio em curto-circuito Excitação [A] Tensão Induzida [V] Excitação [A] Corrente de curto [A] 0.2 76 0.4 30 0.5 190 0.6 45 1.0 310 0.8 60 1.5 380 1.0 75 2.5 450 1.2 90
a) Qual o valor da reatância síncrona ( XS ) deste gerador, referindo-se à ligação Y? (0,5) b) Mantidos os valores de excitação, como se alterariam os valores de tensão induzida e de corrente de curto- circuito executando-se os ensaios a 1000 r.p.m? Justifique a resposta. (0,5) c) Mantidos os valores de excitação e de velocidade, como se alterariam os valores de tensão induzida e de corrente de curto-circuito executando-se os ensaios na ligação Δ? (0,5) d) O gerador na ligação estrela alimenta uma carga trifásica resistiva, que consome 40 [kW] com tensão aplicada 380 [V]. (linha). Calcule o valor da tensão induzida ( E (^) 0 ) para esta condição de carga e determine na tabela do ensaio em vazio o valor aproximado da corrente de excitação. Desenhe o diagrama de fasores correspondente, que represente todas as grandezas da equação do gerador dada a seguir, na qual Va é a tensão aplicada à carga (1,0): E Va jXsI a
e) Calcule a regulação do gerador e o torque necessário para se manter a condição de carga do item d). (0,5) f) Substituindo-se a carga resistiva por uma carga puramente capacitiva, quais as alterações esperadas nos valores de torque e de corrente de excitação? Considere que a carga consuma 40 [kVAr] com tensão aplicada de 380 [V] (linha). Justifique a resposta. (1,0)
