Faculdades Integradas de So Paulo (FISP) Acionamentos Eltricos

Professor Luiz Henrique Alves Pazzini

Acionamentos Eltricos 3a Lista de ExercciosResolver e entregar em grupo de at 4 alunos (manuscrito)

1) Projete um circuito de comando que execute as seguintes funes: a partir de um comando manual, duas cargas devem ser ligadas, na sequncia carga 1 e carga

2, e duas lmpadas devem acender para indicar o funcionamento das cargas; aps 15 minutos de funcionamento das duas cargas, uma terceira carga deve ser acionada.

Tambm, uma terceira lmpada deve ser acesa para indicar o acionamento da carga 3; aps 30 minutos de funcionamento das carga 1 e 2, o processo deve ser encerrado; o circuito deve conter fusveis e rels trmicos para proteo das cargas; contatores e temporizadores disponveis:

contatores com 3 contatos de fora (NA) e 4 contatos auxiliares, sendo 2 NA e 2 NF; temporizadores com 1 contato NF; temporizadores com 1 contato NA

em caso de sobrecarga em uma das cargas, somente esta deve ser desligada o operador podedesligar, atravs de comando manual, o processo em situaes de emergncia.

Indique as funes de cada contador. Em caso de uso de contadores ou contatos temporizados,indique seu tempo para atuao.

2) Um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, 3,7 kW, 440 V, 60 Hz, 6 polos, 1150 rpm,categoria N, Jm = 0,0324 kgm2. Os dados da variao do conjugado do motor com a velocidadeesto apresentados na tabela seguinte:

Velocidade(rpm)

ConjugadoN.m

Velocidade(rpm)

ConjugadoN.m

0 62,36 1000 80,00200 65,75 1050 80,80400 69,82 1100 55,04600 73,38 1150 30,72800 76,80 1200 0900 79,80

Ele opera na condio nominal acionando uma carga de conjugado resistente constante com avelocidade, acoplada diretamente ao seu eixo e seu momento de inrcia vale 2,3 kg.m2. Pede-secalcular o tempo de acelerao quando o motor for ligado diretamente rede.

3) Especificar um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, para acionar um soprador de ar(carga parablica) cujo momento de inrcia vale 8 kg.m2. O conjugado nominal do soprador 75 N.m velocidade de 1760 rpm e seu conjugado de atrito 10% do nominal.O motor dever ser especificado pelo catlogo da WEG para as seguintes condies:a) Quando o acoplamento for direto.b) Quando o acoplamento possui uma reduo de 50% e rendimento 95%.

4) Um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, ligado em estrela, possui os seguintes dados deplaca:

250 CV; 2300V; 60 Hz; 4 plos; 1779 rpm; Cn = 987 N.m; Jm = 3,5 kg.m2 ; tb= 14 s

As constantes de seu circuito equivalente de Thevenin foram determinadas em ensaio de fbrica etm os seguintes valores em ohms/fase:

RTh = 0,521; XTh = 2,473; r2 = 0,275; X2 = 2,018; UTh = 1273 V

Pede-se:

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Professor Luiz Henrique Alves Pazzini

a) supondo que o motor aciona uma mquina acoplada diretamente ao seu eixo, cujo conjugadoresistente varia parabolicamente com a velocidade (Co = 10% de CrN.) e cujo momento deinrcia igual a 15 kg.m2, calcular o tempo de acelerao para o motor atingir a sua condionominal de operao.

b) estando o motor operando em sua condio nominal, quanto tempo ele ir demorar para parartotalmente se for desligado da rede eltrica?

c) qual o valor do conjugado frenante que deve ser aplicado ao motor para que este pare em 3,5s aps ser desligado da rede quando opera em sua condio nominal?

5) Deseja-se acionar uma mquina cujo conjugado resistente possui uma caracterstica linearcrescente com a rotao do seu eixo principal, sendo o seu conjugado de atrito 10% do seuconjugado nominal. A mquina est acoplada ao motor atravs de um redutor de velocidades e,nas suas condies nominais de operao, desenvolve um conjugado resistente de 1100 N.m velocidade de 600 rpm do seu eixo principal. O seu momento de inrcia igual a 60 kgm2. Paraacionar essa mquina dispe-se do seguinte motor:

75 kW; 6 plos; 1185 rpm; CN = 592 N.m; Cp = 2,4 CN; Cm = 2,5 CN; tb = 28 s;Jmot = 2,643 kg.m2; categoria N

a) o motor deve funcionar exatamente na sua condio nominal, isto , fornecendo no seu eixosua potncia nominal rotao nominal. Determinar qual o rendimento do sistema deacoplamento bem como o fator de reduo de velocidades de acordo com o motor disponvel.

b) calcular o tempo de acelerao do motor para atingir a velocidade nominal. Utilizar o mtododos conjugados mdios. Verificar se o motor possui capabilidade de acelerao.

c) qual o tempo de frenagem do conjunto se for aplicado um conjugado frenante mecnico devalor ao conjugado nominal do motor?

6) Especificar um motor para acionar um ventilador (carga de caracterstica parablica) que tem asseguintes caractersiticas:

CrN = 18,5 [N.m]; Co = 0,1 x CrN; nN = 1180 [rpm]; Jc =5 kg.m2

O motor dever ser conectado ao ventilador atravs de um redutor de velocidade de reao 1,5:1.O rendimento do redutor de velocidade de 95%. Especifique o motor considerando que ele serligado diretamente rede eltrica.

7) Um motor de corrente contnua deve partir em 3 estgios. Calcule os valores de seus resistoresde partida, considerando as seguintes condies:

o primeiro estgio se completa quando a fora contra-eletromotriz atinge 25% da tenso daarmadura;

o segundo estgio se completa quando a fora contra-eletromotriz atinge 45% da tensoda armadura;

o terceiro estgio se completa quando o motor atinge sua velocidade de trabalho.Dados do motor:

Ua = 170 V; Ue = 1,5 V; Ra = 0,5 ; IN = 22 A; Iap = 1,5 x IN

8) Seja um motor de induo trifsico que apresenta as seguintes caractersiticas:

PN = 300 cv; 4 plos; nN = 1790 rpm; IN = 691 A; Ip/IN = 7,0; CN = 1180 N.m;Cp/CN = 2,0; Cm/CN = 2,2; Jm = 6,33814 kg.m2; tb = 48 s

a) Que derivao de um autotransformador deveria ser usada para reduzir a corrente de partidadeste motor para 2,96 CN.?

b) Verifique a capabilidade de acelerao deste motor na condio do item a, quando se acionauma carga diretamente acoplada a seu eixo com as seguintes caractersticas:

Crmed = 560 N.m; Jc = 45 kg.m2

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9) Um soprador de ar (carga de caractersitica parablica) de um alto forno de uma usinasiderrgica possui os seguintes dados operacionais:

Conjugado nominal: 275 N.mVelocidade nominal: 3.530 rpmConjugado de atrito: 19 N.mMomento de inrcia: 12 kg.m2

Especificar um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, para acionar o soprador,sabendo-se que este ser acoplado diretamente ao eixo do motor. O motor dever ser ligado rede atravs de uma chave autotransformadora na derivao de 80%.

10) Um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, possui os seguintes dados de placa:

37 kW; 440 V; 60 Hz; 4 plos; 1770 rpm; CN = 198 N.m; Cp = Cm = 2,4 CN.;

Jmot = 0,3405 kg.m2; tb = 12 s; Categoria H

Ele opera na sua condio nominal acionando uma carga de caracterstica lineardiretamente acoplada ao seu eixo. Os dados da carga so os seguintes:

CrN = 90 N.m; Co = 12 N.m; Jr = 5 kg.m2

O motor ser ligado rede por uma chave estrela-tringulo e a comutao para a tensoplena se dar no instante em que o motor atinge 1713 rpm correspondente ao conjugado mximo.Pede-se:a) O tempo de ajuste do rel de tempo para comandar a comutaob) Estando o motor operando em sua condio nominal, qual o tempo de frenagem quando se

aplica um conjugado frenante mecnico igual ao conjugado nominal da carga?

11) Um motor de induo trifsico, rotor em gaiola, dever acionar um soprador de ar que estacoplado ao seu eixo atravs de um redutor de velocidades de relao 0,50 e rendimento 90%. Omotor ser ligado rede diretamente. Os dados do motor e do soprador de ar so os seguintes:

Motor: 11 kW; 440 V; 4 polos; 60 Hz; 1755 rpm; Cn = 61 N.m; Jm = 0,05815 kg.m2 ; Classe B.

Peso do material usado na fabricao da gaiola de alumnio: 1,52 kgPeso do cobre usado no enrolamento do estator: 8,62 kg.A relao entre a resistncia R Th do estator e a do rotor igual a 1,93Conjugado mdio motor: 2,295 CN. = 140 N.m.

Soprador de ar:Momento de inrcia: Js = 40,53 kg.m2Conjugado nominal: 80,5 N.mConjugado mdio resistente: Crm = 34 N.m

Pede-se:a) Calcular a energia perdida no rotor e no estator, durante a partida em vazio;.b) Idem, com o motor acoplado a sua carga.c) As temperaturas atingidas pelo rotor e pelo estator durante a partida, nos dois itens

anteriores, sabendo-se que a temperatura do ambiente 25oC. Verificar se oaquecimento est dentro dos limites da classe B.