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Laboratório de

Máquinas Elétricas II

Professor Jim Naturesa

Julho de 2009

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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

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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.

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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

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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?

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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?

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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?

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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

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?

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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 (rpm)

Vsaída (V) Isaída (A)

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)

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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 (%)

Método das Correntes

Carregamento (%)

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.

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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 entrada (W)

Rotação (rpm)

Vsaída (V) Isaída (A)

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.

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3.2) Para o reostato trifásico em ½ do valor máximo.

Carga VL (V) IL (A) Potência de entrada (W)

Rotação (rpm)

Vsaída (V) Isaída (A)

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 entrada (W)

Rotação (rpm)

Vsaída (V) Isaída (A)

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.

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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.