Laboratório Máquinas Elétricas II 2009

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Laboratório de Máquinas Elétricas II - 2009

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Laboratório Máquinas Elétricas II 2009

  1. 1. Laboratório de Máquinas Elétricas II Professor Jim Naturesa Julho de 2009 1
  2. 2. Sumário Normas de segurança Experiência 1 – Potência trifásica. Experiência 2 – Motor de indução do tipo gaiola: introdução. Experiência 3 – Motor de indução do tipo gaiola: correção do fator de potência. Experiência 4 – Motor de indução do tipo gaiola: carga variável. Experiência 5 – Motor de indução do tipo rotor bobinado: carga variável. Referências 2
  3. 3. Normas de Segurança e Aparelhos de Medidas Elétricas Normas de Segurança 1) Verifique o circuito elétrico antes de colocá-lo em funcionamento; 2) Verifique o valor da tensão da rede onde você irá conectar seus instrumento e o experimento; 3) Quando tiver dúvida, não energize o circuito e procure o professor; 4) Não trabalhe com sapatos e roupas úmidas; 5) Evite o uso de colares, anéis, pulseiras, etc; 6) Evite brincadeiras; 7) Faça montagens experimentais de maneira organizada; 8) Antes de tocar no circuito, verifique sempre se o mesmo está desligado e descarregado utilizando um voltímetro. Utilização dos instrumentos de medida Amperímetro - Medida de corrente elétrica - Assegure-se de que o circuito esteja desligado; - Conecte o instrumento em série (com a fonte, o bipolo, etc); - Selecione no instrumento o tipo de corrente a ser medida: alternada ou contínua; - Estime o valor da corrente a ser medida e selecione a escala adequada; - Energize o circuito e faça a leitura. Voltímetro - Medida de tensão elétrica - Conecte o instrumento em paralelo (com a fonte, o bipolo, etc); - Selecione no instrumento o tipo de tensão a ser medida: alternada ou contínua; - Estime o valor da tensão a ser medida e selecione a escala adequada; Ohmímetro - medida de resistência elétrica - Desligue o circuito; - Selecione a escala adequada para a grandeza a ser lida; - Se for medir a resistência de um bipolo, retire-o do circuito e conecte-o aos terminais do ohmímetro; - Se for medir a resistência equivalente entre dois pontos do circuito, lembre-se de que as fontes de energia possuem resistência interna; - Após a leitura, retorne a chave seletora para a posição desligada (OFF). Atenção! Antes de ligar qualquer circuito elétrico ou eletrônico chame o técnico do laboratório ou o professor da disciplina. 3
  4. 4. Experiência 1 – Professor Jim Naturesa Potência Trifásica A) Ligação Estrela (Y) 1) Monte o circuito da figura abaixo e complete a tabela. Lâmpadas: 127V. W1 W2 W3 Soma 2) Monte o circuito da figura abaixo e complete a tabela. Lâmpadas: 127V. W1 W2 Soma 4
  5. 5. B) Ligação Delta (∆) 1) Monte o circuito da figura abaixo e complete a tabela. Lâmpadas: 127V. W1 W2 W3 Soma 2) Monte o circuito da figura abaixo e complete a tabela. Lâmpadas: 127V. W1 W2 Soma 3) Quais as conclusões? 5
  6. 6. Experiência 2 – Professor Jim Naturesa Motor de Indução com Rotor Bobinado – Primeira Parte 1) Veja o esquema de ligação abaixo. Conectar os enrolamentos do estator em duplo delta. Alimentar os enrolamentos do estator com a tensão nominal. 2) Com as bobinas do rotor em aberto medir o valor da tensão induzida. Vinduzida = ; A tensão induzida é alternada ou contínua ? Por quê? 3) Desligar a fonte de alimentação. Colocar um curto nas bobinas do rotor, religar a fonte. O que aconteceu ? Por que ? 4) Desligar a fonte de alimentação. Trocar duas fases, religar a fonte. O que aconteceu e por quê? 5) Desligar a fonte de alimentação. Retirar uma das fases, religar a fonte. O que aconteceu e por quê? 6
  7. 7. Partida do Motor de Indução com Rotor Bobinado – Segunda Parte 6) Veja o esquema de ligação abaixo. Atenção: o reostato deve estar no valor mínimo; as bobinas do estator devem estar ligadas em duplo delta. 7) Partida com tensão nominal. Ipartida = (A); 8) Partida com tensão reduzida (metade da nominal). Ipartida = (A); 9) Partida com o reostato trifásico (valor máximo). Tensão nominal. Ipartida = (A); 10) Partida com o reostato trifásico (valor máximo) e tensão reduzida (metade da nominal). Ipartida = (A); 11) Compare as situações. O que você pode concluir ? Por que? 12) Qual é a situação mais indicada para dar partida em um motor de indução? Por que? 13) Para casa. Como podemos controlar a velocidade de um motor de indução? 7
  8. 8. Experiência 3 – Professor Jim Naturesa Motor de Indução – Correção do fator de potência 1) Monte o circuito indicado abaixo. Conectar os enrolamentos do estator em duplo delta. Alimentar os enrolamentos do estator com a tensão nominal. 2) Com os capacitores conectados ao circuito, complete a tabela abaixo. Capacitor VLinha (V) Ifonte (A) Icapacitor (A) Imotor (A) FP 0 0 1 2 3 4 8
  9. 9. 3) Calcule as potências do circuito. Capacitor SFonte (VA) PFonte (W) QFonte (VAr) Situação 0 1 2 3 4 Utilize as seguintes expressões: S = √3 VLinha ILinha P = √3 VLinha ILinha FP Q = √3 VLinha ILinha sen (θ) Apresente os cálculos. 4) O que vocês podem concluir? 9
  10. 10. Experiência 4 – Professor Jim Naturesa Motor de Indução com carga variável 1) Montar o circuito abaixo. 2) Anote os valores de placa do motor de indução. Rotação nominal: nr = (rpm); Corrente nominal: In = (A); Tensão nominal: VL = (V) 3) Complete a tabela abaixo. Carga VL (V) IL (A) FP Rotação Vsaída (V) Isaída (A) (rpm) Vazio 0 0 1 2 3 4) Anote os valores do circuito de campo do gerador de corrente contínua. Tensão de campo: Vf = (V); Corrente de campo: If = (A). Calcule a potência do campo: Pcampo = (W) 10
  11. 11. 5) Para cada situação, calcule: Carga Pmotor (W) Psaída (W) 1 2 3 Dado: Pmotor = √3 VL IL FP 6) Calcule o rendimento do motor. Carga Carregamento (%) Carregamento (%) Método das Correntes Método das velocidades 1 2 3 Dados: Carregamento (%) = ( IL / In) 100 e Carregamento (%) = ( nr / nr nominal ) 100 7) Esboce as curvas Pmotor versus Rotação e Carregamento versus Corrente de linha (IL). 8) Calcule o rendimento do processo. Utilize: Rendimento processo (%) = ( Psaída ) / ( Pmotor + Pcampo ) 100 9) Quais as conclusões do grupo. 11
  12. 12. Experiência 5 – Professor Jim Naturesa Motor de Indução com rotor bobinado e carga variável 1) Montar o circuito abaixo. 2) Anote os valores de placa dos motores. Motor de Indução Rotação nominal: nr = (rpm); Corrente nominal: IL = (A); Tensão nominal: VL = (V) Gerador CC Corrente de armadura: Ia = (A); Corrente de campo: If = (A) 3) Complete as tabelas a seguir. 3.1) Para o reostato trifásico em ¾ do valor máximo. Carga VL (V) IL (A) Potência de Rotação Vsaída (V) Isaída (A) entrada (W) (rpm) Vazio 0 1 2 3 4 Observação: manter a tensão de saída constante com o controle da corrente de campo da máquina de corrente contínua. Atenção: não ultrapassar os limites de corrente das máquinas. 12
  13. 13. 3.2) Para o reostato trifásico em ½ do valor máximo. Carga VL (V) IL (A) Potência de Rotação Vsaída (V) Isaída (A) entrada (W) (rpm) Vazio 0 1 2 3 4 Observação: manter a tensão de saída constante. Atenção: não ultrapassar os limites de corrente das máquinas. 3.3) Para o reostato trifásico em ¼ do valor máximo. Carga VL (V) IL (A) Potência de Rotação Vsaída (V) Isaída (A) entrada (W) (rpm) Vazio 0 1 2 3 4 Observação: manter a tensão de saída constante. Atenção: não ultrapassar os limites de corrente das máquinas. 4) Esboce as curvas Potência de entrada (MI) versus Rotação. 5) Quais as conclusões do grupo. 13
  14. 14. Referências Flarys, F. Eletrotécnica. Editora Manole. Gussow, M. Eletricidade Básica. Editora McGraw-Hill Kosow, I. Máquinas Elétricas e Transformadores. Editora Globo. Martignoni, A. Ensaios de Máquinas Elétricas. Editora Globo. Nasar, S. Electric Machines. McGraw-Hill. Ricker, C. & Tucker, C. Electrical Engineering Laboratory Experiments. McGraw- Hill. Simone, G. Motores de Indução. Editora Érica. Sen, P. Principles of Electric Machines and Power Electronics. John Wiley & Sons. Toro, V. Introdução a Máquinas Elétricas. Editora LTC. 14

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