R), no rotor (I2R), no núcleo e por atrito e ventilação
Este método consiste em várias etapas. A perda total aparente (potência de entrada menos potência de saída) é segregada em suas várias componentes com a perda suplementar definida como a diferença entre a perda total aparente e o so- matório das perdas convencionais (perda I2
R do estator e rotor, perda no núcleo e perda por atrito e ventilação). O valor da perda suplementar assim determinado é posto em um gráfico, tendo como abscissa o quadrado do conjugado, e o método de regressão linear é utilizado para ajustar as medições. Os dados da perda suplementar refinados após a regressão são utilizados para calcular o valor final da perda total e do rendimento. Este método permite uma variação (ver 15.4.2).
15.4.1 Procedimentos de ensaio
15.4.1.1 Instalar termopares ou outros dispositivos de medição de temperatura no motor, ou nas cabeças de bobina, ou nas
ranhuras e fora do caminho de circulação do ar de resfriamento, de tal maneira a se ter uma boa temperatura média do enrolamento. Medir a resistência de linha do estator e a temperatura do enrolamento.
15.4.1.2 Fazer um ensaio de elevação de temperatura com carga nominal para estabelecer a temperatura para a qual as
perdas do estator e rotor irão ser corrigidas. Quando o equilíbrio térmico for alcançado, desligar a fonte de alimentação e dentro do intervalo de tempo indicado, na tabela 1 (ver 13.5.9), medir a resistência de linha do estator, a temperatura do enrolamento e a temperatura ambiente. Se o intervalo de tempo dado nessa tabela for excedido, fazer uma curva de resfriamento baseada na resistência medida, através de um par de terminais em pelo menos cinco pontos espaçados em intervalos de 60 s, para determinar os valores de resistência para o intervalo de tempo especificado pela tabela.
15.4.1.3 Fazer um ensaio em carga, aplicando tensão e freqüência nominais ao motor, e colocando carga em quatro pontos
aproximadamente em 25%, 50%, 75% e 100% da carga nominal, e em dois pontos de carga superiores a 100% mas não excedendo 150% da carga nominal. O motor deve ser colocado em ordem decrescente de carga. Para cada ponto de carga, medir: o conjugado de saída (N.m), a potência de entrada (kW), a corrente média de linha (A), a velocidade do motor (rpm), a temperatura média do enrolamento (oC), a temperatura ambiente (oC) e a tensão de linha média aplicada (V).
NOTA - Antes de efetuar os cálculos, o conjugado de saída deve ser corrigido pela correção do dinamômetro, como descrito no formulário do método 1.
15.4.1.4 Fazer um ensaio em vazio, conforme 14.3, e determinar as perdas por atrito e ventilação, conforme 14.3.3.1. 15.4.1.5 Determinar a perda no núcleo, conforme 14.3.3.2.
15.4.1.6 Calcular a perda (I2
R) do estator, conforme 14.1, para cada ponto de carga, utilizando a corrente medida no ponto
e corrigindo a resistência medida em 15.4.1.1, para a temperatura medida no mesmo ponto, conforme 5.2.2.
15.4.1.7 Calcular a perda (I2
R) do rotor para cada ponto de carga, conforme 14.2, corrigindo o escorregamento para a temperatura medida no ponto, conforme 8.2.
15.4.1.8 Determinar a perda suplementar para cada ponto de carga, através da seguinte metodologia:
15.4.1.8.1 Calcular a perda total aparente, como a potência de entrada menos a potência de saída (com o conjugado de
saída corrigido).
15.4.1.8.2 Subtrair da perda total aparente o somatório das perdas convencionais corrigidas para as temperaturas do
ensaio em carga, obtendo as perdas suplementares.
Exemplar para uso exclusivo - PETROLEO BRASILEIRO - 33.000.167/0036-31
15.4.1.8.3 Ajustar os dados de perdas suplementares, utilizando o método de regressão linear (ver anexo C), considerando:
Perda suplementar = A x T2+ B
onde:
T é o conjugado de saída corrigido;
A é a inclinação da reta;
B é a interseção com a linha de conjugado zero.
Se a inclinação for negativa ou se o fator de correlação <, for menor que 0,9, suprimir o pior ponto e recalcular A e B. Se após a supressão, < aumenta para igual ou superior a 0,9 e a inclinação for positiva, usar este cálculo; caso contrário o ensaio é insatisfatório. Erros na instrumentação e nas leituras devem estar presentes. A fonte de erros deve ser investi- gada e corrigida, e os ensaios devem ser repetidos.
Atrito nos mancais do dinamômetro ou erros de medição podem causar diferentes leituras de conjugado para o mesmo valor de potência elétrica, dependendo se a carga estiver crescendo ou decrescendo antes da leitura. Quando o fator de correlação, menor que 0,9 for obtido depois do segundo cálculo, a média de dois conjuntos de pontos deve ser tomada. O primeiro conjunto deve ser obtido enquanto a carga aumenta gradualmente e o segundo conjunto com a carga decrescendo. Curvas de conjugado versus potência elétrica devem ser geradas para cada conjunto de leituras, e o valor médio de A baseado nas duas curvas deve ser utilizado.
15.4.1.8.4 O valor corrigido da perda suplementar a ser utilizado é obtido para cada ponto com o A estabelecido em
15.4.1.8.3, pela equação:
Perda suplementar corrigida = A x T2
onde:
A é a inclinação obtida em 15.4.1.8.3;
T é o conjugado de saída obtido.
15.4.1.9 Recalcular a perda I2
R do estator para cada ponto de carga, corrigindo a resistência (ver 5.2.2) para a temperatura final do ensaio de elevação de temperatura (15.4.1.2) e considerando a temperatura ambiente 25oC.
15.4.1.10 Recalcular as perdas I2
R do rotor para cada ponto de carga, corrigindo o escorregamento para a temperatura final do ensaio de elevação de temperatura (15.4.1.2) e considerando a temperatura ambiente 25 oC.
15.4.1.11 Calcular a potência de saída corrigida para cada ponto de carga, pela expressão:
Potência de saída corrigida = Potência de entrada medida (15.4.1.3) - perda no núcleo (15.4.1.5) - perdas por atrito e ventilação(15.4.1.4) - perda I2
R do estator corrigida para a temperatura final (15.4.1.9) - perda I2
R do rotor corrigida para temperatura final (15.4.1.10) - perda suplementar corrigida (15.4.1.8).
15.4.1.12 Determinar o rendimento para cada ponto de carga do ensaio (15.4.1.3), utilizando a equação:
(15.4.1.3) medida entrada de potência ) (15.4.1.11 corrigida saída de potência Rendimento "
15.4.1.13 Para determinar o rendimento em pontos precisos de carga, fazer uma curva de rendimento versus potência de
saída corrigida e achar os valores desejados.
15.4.2 Variação do método 2
Este método é similar ao método 2, sem a medição da temperatura do enrolamento.
15.4.2.1 Procedimento de ensaio
15.4.2.1.1 Com o motor frio e em equilíbrio térmico com o meio ambiente, medir a temperatura ambiente e a resistência
média de linha.
15.4.2.1.2 Proceder como em 15.4.1.2, omitindo a medição de temperatura do enrolamento e calculando a temperatura final
baseada na resistência medida, que geralmente é feita na metade do intervalo de tempo estabelecido na tabela 1.
15.4.2.1.3 Proceder como em 15.4.1.3, omitindo a medição de temperatura do enrolamento e medindo a resistência no
primeiro e último pontos. O ensaio é válido, se a relação percentual entre os dois valores não exceder, em relação ao maior valor, 3,5% para motores até 20 cv e 3% para motores acima de 20 cv. No cálculo das perdas I2
R, deve-se adotar a média
aritmética das resistências medidas. Este ensaio deve ser realizado logo após o ensaio de elevação de temperatura (15.4.2.1.2). Se isto não for possível, o motor deve ser levado à estabilização térmica à carga nominal.
NOTA - Este ensaio deve ser realizado o mais rápido possível para dar maior precisão ao uso da média das resistências.
15.4.2.1.4 Determinar a temperatura final do enrolamento usando a resistência adotada (15.4.2.1.3) e a resistência medida
a frio (15.4.2.1.1).
15.4.2.1.5 Proceder como em 15.4.1.4, omitindo a medição de temperatura do enrolamento e medindo a resistência do
enrolamento no primeiro e último pontos do ensaio. Adotar como resistência para cálculo das perdas estatóricas no ensaio a média aritmética das resistências medidas. O ensaio é válido se a relação percentual entre os dois valores não exceder em relação ao maior valor, 3,5% para motores até 20 cv e 3% para motores acima de 20 cv. Este ensaio deve suceder, imediatamente ao ensaio em carga (15.4.2.1.3). Se isso não for possível, o motor deve ser ligado à tensão nominal, até que a potência de entrada se estabilize. É aconselhável que toda seqüência de ensaio seja realizada de uma só vez.
15.4.2.1.6 Proceder como em 15.4.1.5. 15.4.2.1.7 Calcular a perda (I2
R) do estator, para cada ponto de carga, usando a corrente medida no ponto e a resistência adotada em 15.4.2.1.3.
15.4.2.1.8 Calcular a perda (I2
R) do rotor para cada ponto de carga, conforme 14.2, corrigindo o escorregamento para a temperatura determinada em 15.4.2.1.4.
15.4.2.1.9 Proceder como em 15.4.1.8 e determinar a perda suplementar para cada ponto de carga. 15.4.2.1.10 Recalcular a perda I2
R do estator para cada ponto de carga, corrigindo a resistência para a temperatura final do ensaio de elevação de temperatura (15.4.2.1.2) e considerando a temperatura ambiente de 25oC.
15.4.2.1.11 Recalcular as perdas I2
R do rotor para cada ponto de carga, corrigindo o escorregamento para a temperatura final do ensaio de elevação de temperatura (15.4.2.1.2) e considerando a temperatura ambiente de 25oC.
15.4.2.1.12 Proceder como 15.4.1.11 e calcular a potência de saída corrigida para cada ponto de carga, pela expressão:
Potência de saída corrigida = Potência de entrada medida (15.4.2.1.3) - perda no núcleo (15.4.2.1.5) - perda por atrito e ventilação (15.4.2.1.6) - perda I2
R do estator corrigida para a temperatura final
(15.4.2.1.10) - perda I2
R do rotor corrigidas para a temperatura final (15.4.2.1.11) - perda suplementar (15.4.2.1.9).
15.4.2.1.13 Proceder como 15.4.1.12 e determinar o rendimento para cada ponto de carga do ensaio.
15.4.2.1.14 Para determinar o rendimento em pontos precisos de carga, com os seis valores de potência de saída e
potência de entrada, gerar uma função e determinar para os pontos de carga desejados a potência de entrada requerida. Dividir a potência de saída pela potência de entrada e determinar os rendimentos. Para geração da função recomenda-se a utilização do método cubic spline (ver anexo D).