Laboratório de Máquinas Elétricas II - 2009

1. Laboratório de
Máquinas Elétricas II
Professor Jim Naturesa
Julho de 2009
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2. 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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3. 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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4. 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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5. 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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6. 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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7. 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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8. 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
8

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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10. 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 Vsaída (V) Isaída (A)
(rpm)
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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11. 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 (%) Carregamento (%)
Método das Correntes 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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12. 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 Rotação Vsaída (V) Isaída (A)
entrada (W) (rpm)
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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13. 3.2) Para o reostato trifásico em ½ do valor máximo.
Carga VL (V) IL (A) Potência de Rotação Vsaída (V) Isaída (A)
entrada (W) (rpm)
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 Rotação Vsaída (V) Isaída (A)
entrada (W) (rpm)
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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14. 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.
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