Para medir a resistência do enrolamento foi utilizado o instrumento CPC-100 de fabricação da Omicrom. Este instrumento possui um sistema de teste para comissionamento e manutenção de subestação, permitindo testes em transformadores de potência, transformadores de corrente, transformadores de potencial capacitivos e indutivos, disjuntores, secionadoras, dentre outros [23].
A configuração deste instrumento é realizada de forma automática ou manual. No estado automático deve-se somente selecionar o equipamento que será aplicado o ensaio, o tipo do ensaio a ser realizado e os valores nominais do equipamento. Já no estado manual é selecionada a faixa do sinal de saída e as grandezas que deverão ser monitoradas [23].
Para este ensaio o instrumento foi ajustado em modo automático, onde foram utilizadas as mesmas configurações para a medição da resistência de enrolamento em transformadores. Com esta configuração foi selecionado a saída de corrente de 400 A em corrente contínua e a corrente de teste em 15% da corrente nominal de cada motor: 1,5 A para o motor com a potência de 7,5 CV e corrente nominal de 12,5 A; 6 A para o motor com potência de 30 CV e corrente nominal de 40 A. Também foi registrado a temperatura ambiente através de um termo higrômetro, com isso, o CPC-100 corrige o valor da resistência obtida para a temperatura de referencia de 25°C, usando a equação 25. A figura 34 mostra o instrumento CPC- 100 sendo utilizado para medição da resistência de enrolamento do motor do carro.
Figura 34 – Medição da resistência do enrolamento com o instrumento CPC-100
Fonte: Autor
Como mostra a figura 34 foi conectado aos terminais do motor um par de cabos para a aplicação da corrente contínua e um par de cabos para o monitoramento da tensão resultante.
Figura 35 – Conexão dos cabos para a medição da resistência do enrolamento
Fonte: Autor
As tabelas 8 e 9 mostram os resultados das medições obtidas com o instrumento CPC-100 nos terminais dos motores.
Tabela 8 – Medição da resistência de enrolamento no motor do guincho
Terminais ST RT RS
Corrente aplicada (A) 6 6 6 Corrente medida (A) 6 6 6
Tensão medida (V) 1,616 1,619 1,626 Resistência (Ω) 0,269 0,27 0,271 Temperatura (°C) 21,5 21,3 19,7 Resistência (Ω) corrigida para 25°C 0,273 0,273 0,276 Fonte: Autor
Tabela 9 – Medição da resistência de enrolamento no motor do carro
Terminais ST RT RS
Corrente aplicada (A) 1,5 1,5 1,5 Corrente medida (A) 1,02 1,03 1,03
Tensão medida (V) 1,03 1,03 1,03 Resistência (Ω) 1 1 1 Temperatura (°C) 25 24,7 24,8 Resistência (Ω) corrigida para 25°C 1 1 1 Fonte: Autor
A ligação dos motores em estudo é em Delta. Portando as resistências de enrolamento por fase nos motores do guincho (30 CV) e do carro (7,5 CV) são respectivamente 0,41 e 1,5 , calculado com a equação 27.
4.3 Ensaio a vazio
O ensaio a vazio foi realizado com intenção de obter as medidas de tensão, corrente e potência com os motores operando sem carga mecânica aplicada no eixo. Portanto, fez se necessária a remoção dos acoplamentos que interligam o eixo motor com o eixo da carga mecânica.
Também foi necessário executar um curto circuito nos terminais das escovas conectadas no anel coletor do rotor bobinado, a fim de evitar variações das resistências elétricas que são inseridas no circuito do rotor através do sistema de acionamento dos motores. Essa manobra torna o MIT com rotor bobinado com características semelhante ao MIT com rotor gaiola de esquilo com foi visto nos capítulos anteriores.
A figura 36 mostra os dois motores operando a vazio sem acoplamentos e com os terminais do rotor em curto-circuito.
Figura 36 – Motores operando a vazio.
Fonte: Autor
Para a aquisição das grandezas foi conectado, nos terminais do motor, um analisador de qualidade de energia, modelo KEW 6310 de fabricação KYORITSU. A instalação deste analisador foi possível somente no interior do painel de acionamento, pois
na caixa de terminais do motor não dispõe de espaço físico para a instalação dos sensores de corrente e tensão. A figura 37 mostra a instalação deste analisador.
Figura 37 – Instalação do Analisador de qualidade de energia.
Fonte: Autor
Com o motor de deslocamento do carro (7,5CV) operando a vazio, foram registradas as grandezas de tensão, corrente e potência ativa, como ilustradas respectivamente nas figuras 38, 39 e 40, no período aproximado de 3 minutos.
Figura 38 – Registro da medição de tensão do motor de 7,5CV.
Fonte: Autor
Figura 39 - Registro da medição de corrente do motor de 7,5CV.
Figura 40 – Registro da medição de potência ativa do motor de 7,5CV
Fonte: Autor
Foram registrados neste período, a potência média de 7.678W, a tensão média de 460,39 V e a corrente média de 10,65 A .
Já as medições do motor de levantamento (30CV) apresentaram os registros de tensão corrente e potência ativa conforme as figuras 41, 42 e 43 respectivamente.
Figura 41 – Registro da medição de tensão do motor de 30CV.
Figura 42 – Registro da medição de corrente do motor de 30 CV.
Fonte: Autor
Figura 43 – Registro da medição de potência ativa do motor de 30CV.
Fonte: Autor
Os valores médios de potência ativa, tensão e corrente para o motor do sistema de levantamento foram de 20.356 W, 458,7V e 27,66 A respectivamente.
4.4 Ensaio de rotor bloqueado
Este ensaio tem como objetivo obter as medições de corrente, tensão e potência no motor com o eixo travado. Deste modo, a tensão de alimentação deve ser controlada para que a corrente no motor não ultrapasse o valor nominal. Então, para este ensaio, utilizou-se uma fonte trifásica variável de tensão, para variar a tensão até atingir o valor da corrente nominal nos terminais do motor, e instrumentos de medição para a aquisição das grandezas de interesse.
A fonte trifásica variável foi obtida através do controle da corrente de campo do gerador síncrono de um motogerador móvel. O motogerador móvel é ilustrado na figura 44.
Figura 44 – Motogerador utilizado no ensaio.
Fonte: Autor
Tabela 10 – Dados de placa do gerador síncrono do motogerador móvel.
Fonte: Autor
A tensão do gerador é ajustada de forma automática, isto é, o circuito do regulador de tensão ajusta a tensão para um valor de, aproximadamente, 380V. Desativa-se o regulador de tensão do circuito de campo do gerador e insere-se uma fonte de alimentação de corrente contínua, com o intuito de fornecer tensão e controlar a corrente de campo do gerador. Como é mostrado na figura 45. A fonte de alimentação de corrente continua é de modelo HY3005D-3 de fabricação POLITERM, com ajuste de tensão em 0-30V e de corrente em 0-5A .
Figura 45 – Fonte de alimentação inserida no circuito de campo do gerador
Fonte: Autor
Fabricante: Irmãos Negrini & Cia. Ltda
Modelo: ATX33/TFVF41 Nº Serie: 23521 Potência: 180 KVA Ligação: Delta Rotação: 1800 rpm Freqüência: 60Hz Tensão: 380V Corrente: 273A
FP: 0,8 ∆T: 80 °C
Regime: S1 (continuo) Isolação: Classe F Tensão campo: 50V Corrente campo: 37A
Nos cabos, que fornece a tensão ao motor oriunda do gerador foi instalado um disjuntor para a proteção e seccionamento deste circuito de alimentação. Conectaram-se, também, os sensores de tensão e corrente do analisador de qualidade de energia. A figura 46 destaca o circuito de alimentação e a ligação do analisador de qualidade de energia.
Figura 46 – Circuito de alimentação do motor do movimento do carro
Fonte: Autor
Durante o ensaio o eixo do motor foi mantido travado, utilizando o freio tipo sapada do equipamento de movimentação. Também foi mantido o curto circuito nos terminais das escovas conectadas no anel coletor do rotor bobinado, montado no ensaio anterior.
Os dados obtidos estão representados nas figuras 47 a 49, para o motor do movimento do carro, e os gráficos 50 a 52 para o motor do sistema de levantamento.
Figura 47 – Registro da medição de Corrente do motor de 7,5 CV.
Fonte: Autor
Na figura 47 observa-se o valor máximo da corrente, 12,54 A, que corresponde a corrente nominal para o MIT de 7,5CV.
Figura 48 – Registro da medição de tensão do motor de 7,5 CV.
Fonte: Autor
Já a figura 48 indica o valor máximo da tensão, fornecida do gerador para o motor de 7,5CV, que chegou ao valor de 96,8V.
Figura 49 – Registro da medição de potência ativa do motor de 7,5 CV.
Fonte: Autor
Resultando na potência ativa de rotor bloqueado o valor de 2.019W, ilustrado no registro da figura 49, para o MIT de 7,5 CV.
Figura 50 – Registro da medição de corrente do motor de 30 CV.
Fonte: Autor
A figura 50 é verificado o pico máximo da corrente em 40,3A , que representa o valor da corrente nominal do motor de 30 CV.
Figura 51 – Registro da medição de tensão do motor de 30 CV.
Fonte: Autor
A tensão fornecida para o motor de 30 CV no instante em que atingiu a corrente nominal foi de 60,67V, conforme a figura 51.
Figura 52 – Registro da medição de potência ativa do motor de 30 CV
Fonte: Autor
Observa-se que a potência ativa de rotor bloqueado no motor de 30CV foi de 4.184 W, conforme figura 52.