Máquinas Elétricas UFABC - Lab 1

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Laboratório 1:

Laboratório 1: Máquina de correnMáquina de corrente continua operando cte continua operando como gerador omo gerador

EN2711 – Máquinas Elétricas EN2711 – Máquinas Elétricas

Fábio

Fábio TeTetsuo tsuo YaYamamoto mamoto RA:210!12RA:210!12 Ra"ael #in$o Furta%o RA:2101010 Ra"ael #in$o Furta%o RA:2101010

&anto An%ré &anto An%ré Mar'o %e 201( Mar'o %e 201(

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)ntro%u'*o Meto%olo+ia

,s se+uintes materiais "oram utili-a%os .ara reali-a'*o %o e/.erimento:

• 1 máquina %e corrente contnua • 1 máquina in%u'*o

• 1 re+ula%or %e tens*o tri"ásico

• 1 "ontes %e tens*o mono"ásicas

•  multmetros

• 1 tacmetro

• 1 reostato com ( resist3ncias 470 5 ca%a6 c$aeáeis

Reali-ou8se a monta+em %a "i+ura 1 conectan%o o rotor %a máquina %e in%u'*o ao re+ula%or %e tens*o tri"ásico e em se+ui%a o rotor %a máquina %e in%u'*o "oi curto circuita%o9 A arma%ura %a máquina %e corrente continua "oi conecta%a ao reostato que inicialmente estaa com to%as as c$aes abertas além %isso "oram conecta%os um oltmetro e um am.ermetro ; arma%ura %a maquina %e corrente contnua .ara obserar sua tens*o %e sa%a e corrente %e arma%ura9 , cam.o %e e/cita'*o %a arma%ura "oi li+a%o %e "orma in%e.en%ente e uma "onte %e corrente continua e %ois multmetros "oram conecta%os aos seus terminais .ara controlar a tens*o e corrente %e cam.o9

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A.<s a monta+em %o circuito %a "i+ura 1 "oi reali-a%o um ensaio a a-io na máquina %e corrente contnua9 =eu8se .arti%a a máquina %e in%u'*o aumentan%o a tens*o %o re+ula%or %e tens*o tri"ásico +ra%ualmente até 220 > em se+ui%a a rota'*o %a máquina in%u'*o "oi a?usta%a .ara a.ro/ima%amente 1@00 r.m9 om a rota'*o a?usta%a ariou8se a corrente %e cam.o .ara se tra'ar a cura %e ma+neti-a'*o %a máquina %e corrente contnua obseran%o a aria'*o %a tens*o terminal %a arma%ura9

Em se+ui%a "oi reali-a%o um ensaio com car+a resistia com a corrente %e cam.o e rota'*o manti%as constante e eri"icou8se o com.ortamento %a tens*o terminal e corrente %a arma%ura quan%o se aria a resist3ncia %a car+a9

Resulta%os e %iscuss*o

Parte 1: Ensaio em vazio

Na .rimeira .arte %o e/.erimento o ensaio %a máquina %e corrente contnua estaa o.eran%o em a-io9 A máquina %e corrente contnua estaa trabal$an%o como +era%or a uma eloci%a%e %e 177@ r.m9

>arian%o a corrente %e cam.o 4I F 6 ao mo%o que a tens*o terminal %a

arma%ura 4V A6 aumentasse seu alor em a.ro/ima%amente 20 >olts "oram

obti%os os se+uintes alores con"orme a tabela 19

)F 4A6 > A 4>6 n 4r.m6 0000 1207 177@ 001 2B0 177@ 000 2(0 177@ 007@ 720 177@ 0100 B110 177( 010 111!0 177 01(0 100 177 0210 12!0 1770 02(0 17100 17(! 00 1B1(0 17!

Tabela 1- Tensão da armadura variando a corrente de campo

Alternan%o a corrente %e cam.o %e "orma que a tens*o %e arma%ura mu%asse obtemos uma re%u'*o na rota'*o %o +era%or9 orri+in%o a rota'*o .ara 1@00 r.m con"orme a equa'*o 1 obtemos a tabela 29

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V _{a ,}0

=

V _a 1800_rpm n

(

1

)

)F 4A6 > A 4>6 n 4r.m6 0000 122 1@00 001  1@00 000  1@00 007@ 72 1@00 0100 B2 1@00 010 111 1@00 01(0 10 1@00 0210 10 1@00 02(0 17! 1@00 00 1B(( 1@00

Tabela 2 - Tensão da armadura corrigida variando a corrente de campo om a tabela 2 o se+uinte +rá"ico "oi constru%o:

0.000- 0.100 0.200 0.300 0.400 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0

Gráfco Va x I

Va (V) I (V) Va (V)

Gráfico 1 - Tensão de Armadura vs Corrente de Campo

, com.ortamento %o +rá"ico é %a%o .ela con"i+ura'*o %o +era%or a qual está na em e/cita'*o in%e.en%ente e também .elo ensaio ser em a-io9

omo o ensaio é em a-io temos que a tens*o >T é i+ual a E A9 Além

%isso .elas equa'Ces %e motores elétricos temos que:

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,n%e K N é uma constante .r<.ria %a máquina %e corrente contnua

w_m _{a eloci%a%e %e rota'*o %a máquina e D seu "lu/o que é .ro.orcional a} corrente %e cam.o9

#ortanto atraés %a equa'*o 2 temos que a tens*o %a arma%ura aria .ro.orcionalmente com o aumento %a corrente %e cam.o .ois n e

w_m

s*o constantes9

Parte 2: Ensaio com carga resistiva.

A resist3ncia %e cam.o e %e car+a "oram me%i%as com multmetro e "oram obti%os os se+uintes alores a.resenta%os na tabela 9

Resist3ncia %e cam.o 456 ( Resist3ncia %a arma%ura 456 

Tabela  ! "esist#ncias de campo e armadura da má$uina CC

om a corrente %e cam.o 4)" 6 constante em 02@ A 4tens*o %e cam.o

em 1@0 >6 "oi aria%a a car+a resistia conecta%a a arma%ura "oram obti%os os se+uintes alores con"orme a tabela !9

Nmero %e Resist3ncias Resist3ncia %e car+a456 )a4A6 >t4>6 n 4r.m6 0 00 0000 17(1 17(! 1 700 0!( 1711 170 2 1@0 0B10 1(72 17  12 120 1(22 1721 ! B2 1720 177 1711  7!0 20@0 12 1701 ( (17 2!20 1!@7 1(B2

Tabela % ! Tensão no terminal da armadura e corrente de armadura variando resist#ncia de carga

#ara uma corrente %e cam.o I f &'(2) A obtemos o alor %a tens*o %e

arma%ura 4* a + .ela cura %e ma+neti-a'*o a 1@00 r.m 4+rá"ico 16 que é %e

1)2(',V 9 Fi/an%o a rota'*o 4n+ em 1@00 r.m e com a corrente %e cam.o 4)" 6

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#ara corri+ir os alores %e >t .ara 1@00 r.m será calcula%o o alor %e )a

.ara ca%a car+a atraés %a equa'*o  on%e " a é a resist3ncia %e arma%ura e

" a resist3ncia %e car+a 9 I _a(1800rpm)

=

Ea

(1800_rpm)

(

R_a

+

R

)

(

3

)

#ela equa'*o ! os alores %e >t .o%em ser corri+i%os .ara 1@00 r.m9

V t (1800rpm)

=

Ea

(1800_rpm₎

−

I a

(1800_rpm₎

Ra

(

4

)

Na tabela  s*o a.resenta%os os alores %e >t corri+i%os .ara 1@00 r.m9

Nmero %e Resist3ncia

s

Resist3ncia

%e car+a456 I a 4A6

V t (1800rpm)

(

V

)

n 4r.m6 Ea (1800_rpm₎

(

V

)

I _a(1800rpm) 4A6 V t (1800rpm)

(

V

)

0 00 000 17(10 17(! 1@207 000 1@207 1 700 0!( 17110 170 1@207 0!B 1@0(1 2 1@0 0B1 1(720 17 1@207 0B7 17B1(  12 12 1(220 1721 1@207 1!! 1777 ! B2 172 1770 1711 1@207 1B1 17(  7!0 20@ 120 1701 1@207 2( 17!B@ ( (1( 2!2 1!@70 1(B2 1@207 2@2 17(2

Tabela  ! Valores da tensão no terminal da armadura corrigidos para 1)'' rpm om a tabela  o se+uinte +rá"ico "oi constru%o:

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 168.00 170.00 172.00 174.00 176.00 178.00 180.00 182.00 184.00

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#o%e se obserar que com o aumento %a corrente %e cam.o a tens*o no terminal %a arma%ura %iminui9 Era es.era%o que Ea .ermanecesse constante

nesta .arte %o e/.erimento .ois .ela equa'*o 1 com a corrente %e cam.o e eloci%a%e %a máquina  constante Ea %ee .ermanecer constante o que

n*o ocorreu no e/.erimento9 A tens*o na arma%ura Ea n*o .ermaneceu

constante .roaelmente .orque ao ariar a car+a "oi aria%o o torque mecGnico entre+ue .ela máquina %e in%u'*o causan%o mu%an'as %e eloci%a%e9 A tens*o no terminal %a arma%ura %iminui com o aumento %a corrente %e arma%ura .orque a que%a %e tens*o na resist3ncia %a arma%ura aumenta com o aumento %e )a9