MÁQUINAS ELÉTRICAS 1

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CURSO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
MÁQUINAS ELÉTRICAS 
 
1) Explique o princípio de funcionamento do motor de indução trifásico 
com rotor bobinado. Cite 2 aplicações? 
R: Motor de indução trifásico, rotor tipo bobinado (motor de anéis): 
No rotor tipo bobinado, o rotor é envolvido por um enrolamento isolado 
semelhante ao enrolamento do estator. Os enrolamentos de fase do rotor são 
conduzidos para o exterior através de três anéis coletores montados sobre o eixo 
do rotor. O enrolamento do rotor não é ligado a nenhuma fonte de alimentação. 
Os anéis coletores e as escovas têm a função de ligar o rotor com as resistências 
variáveis externas, que possuem o objetivo aumentar a resistência do rotor 
durante a sua partida. Além disso, as resistências variáveis permitem o controle 
de corrente no rotor e a velocidade do motor. Ao atingir a sua velocidade normal, 
os enrolamentos são curtos-circuitados e então, o funcionamento passa a ser 
semelhante ao de um rotor tipo gaiola. Por essas razões, o motor possui um 
conjugado de partida elevado e baixa corrente de partida. 
Podem ser aplicados em trituradores e em bombas em geral. 
 
2) O motor universal, largamente utilizado em eletrodomésticos e 
ferramentas portáteis nada mais é do que um motor monofásico. Possui 
uma característica de funcionamento CA e CC, porém em CA deve-se tomar 
cuidado quanto as correntes parasitas e perdas por histerese. Qual o tipo 
de ligação CC no qual o motor se baseia? 
 a) Compound Curto b) Compound Longo c) Externa. d) Série. e) Shunt 
 
3) Cite pelo menos duas modificações que devem ser realizadas no motor 
CC para que quando funcione em corrente alternada não ocorra 
faíscamento nas escovas, redução de rendimento e no fator de potência? 
R: Aumento das Resistências e redução no número de espiras. 
 
4) Um servomotor possui um circuito eletrônico de controle e um 
potenciômetro (uma resistência variável rotativa) ou outro dispositivo de 
posicionamento que está ligada ao eixo de saída. Servos possuem três fios 
de interface, dois para alimentação e um para o sinal de controle. O sinal 
de controle utiliza o protocolo PWM (modulação por largura de pulso) que 
possui três características básicas: largura mínima, largura máxima e taxa 
de repetição. A largura do pulso de controle determinará a posição do eixo 
de central e ± 90º, apresentada pela Figura a seguir. Relacione a largura de 
pulsos com o posicionamento do eixo do servomotor. 
 
 
R: (C) (A) (B) 
Um pulso de 1,5 ms por exemplo, irá fazer com que o motor gira para a posição 
de 90º (também chamada de posição neutra). Se o pulso é menor que 1,5ms, o 
motor gira para a direção de 0º, e se o pulso é maior que 1,5ms, o eixo gira no 
sentido de 180º, sendo que a posição final é sempre proporcional ao sinal 
recebido 
 
5) A Figura a seguir apresenta o motor de passo do tipo bipolar, constituído 
de rotor R e duas bobinas resultando em 4 terminais de controle digital 
externo. Nesta mesma metodologia pede-se o desenho das ligações das 
bobinas de um motor de passo unipolar com 5 terminais de controle 
externo, ao redor de um rotor R. 
 
 
6) Um motor de passo com ângulo de passo de 1,8º e alimentação de 24V é 
empregado numa máquina dosadora numa indústria farmacêutica. Na 
receita, o acionador do motor foi programado para executar duas voltas e 
meia por dosagem. Calcule quantos pulsos são necessários por dosagem? 
R: 500 pulsos 
Ângulo de passo 1,8° 1 .......... 1,8° 
24 volts x .......... 900° 
2 voltas e meia por dosagem = 900° x = 500 
7) Explique o princípio de funcionamento de um servomotor, cite 2 
aplicações e descreva seus pontos fracos e fortes? 
 
R: Para controlar a velocidade e a posição final do motor, o Servo trabalha com 
servomecanismo que usa feedback (realimentação) de posição. De forma 
básica, um Servo motor combina internamente um motor com circuito de 
realimentação, um controlador e outros circuitos complementares. 
Eles são amplamente usados em robótica, sistemas automatizados, máquinas 
CNC e em outras diversas aplicações. 
Pontos fortes: autocontrole de posicionamento, baixo nível de vibração, alta 
capacidade de torque, manutenção simples, alta velocidade e sincronismo de 
eixo duplo. 
Pontos fracos: necessidade de dispositivos extras, tamanho impróprio, custo 
alto, configuração complexa e probabilidades de falhas. 
 
8) Desenhe a curva em ‘V’ para a máquina síncrona na condição de plena 
carga, meia carga e a vazio. Determine suas escalas de correntes de 
armadura e excitação, completando com os lados que representam a 
natureza da carga (resistiva, indutiva e capacitiva) 
 
 
 
 
9) O que é e para que serve os enrolamentos amortecedores numa máquina 
na síncrona trifásica? 
R: O enrolamento de campo é deixado em aberto e são colocados barramentos 
extras no pólo do rotor para que funcionem como uma “gaiola de esquilo”. Esses 
enrolamentos são chamados de “enrolamentos amortecedores”. 
Os enrolamentos amortecedores funcionam com os enrolamentos do rotor de 
um MIT. Desta forma, o motor síncrono parte e, quando a velocidade se 
aproximar da velocidade síncrona o enrolamento de campo é acionado. Neste 
momento a máquina passa a funcionar como motor síncrono. 
 
10) Quais são as subclassificações da máquina na síncrona trifásica? 
R: 
Máquinas síncronas convencional com alimentação de campo externo 
Máquina síncrona convencional com excitação interna 
Máquina síncrona com imã permanente 
Máquina síncrona com relutância. 
 
11) Construtivamente qual é a diferença entre a máquina síncrona e a 
máquina de indução trifásica? 
R: 
• Ao contrário dos motores síncronos, um motor de indução trifásico 
tem um alto torque de partida, boa regulagem de velocidade e 
razoável capacidade de sobrecarga. 
• Um motor de indução é uma máquina altamente eficiente, com 
eficiência de carga total que varia de 85 a 97%. 
• O controle de velocidade de um motor de indução é muito difícil de 
alcançar. Isso ocorre porque um motor de indução trifásico é um 
motor de velocidade constante e, para toda a faixa de carga, a 
mudança na velocidade do motor é muito baixa. 
 
 
12) Desenhe para um motor de indução monofásico suas ligações em 110V 
e 220V para a configuração fase dividida com capacitor e chave centrífuga? 
R: 
 
 
13) Diga quais são as possíveis configurações de um motor de indução 
monofásico? 
R: 
Motor de fase dividida. 
Motor com capacitor de partida. 
Motor com capacitor permanente. 
 
Motor com campo distanciado 
 
14) Explique o princípio de funcionamento da máquina síncrona com foco 
na sua partida e diga pelo menos 2 aplicações? 
R: Princípio de Funcionamento: 
O motor síncrono trabalhando dentro de sua capacidade é capaz de operar em 
velocidade constante. Ele é uma máquina eficiente geralmente utilizada onde se 
requer alta precisão. Esta característica da velocidade surge da interação entre 
um campo magnético constante, gerado pelo rotor, e um rotativo, produzido no 
estator. As bobinas do estator são alimentadas com uma corrente alternada 
(CA), gerando o campo rotativo que gira em velocidade variável conforme a 
frequência de entrada. O rotor é alimentado por uma fonte de tensão contínua 
(DC), por isso atua como imã permanente. No início, as bobinas do rotor estão 
desconectadas da rede elétrica, então o campo rotativo gerado pelo estator irá 
induzir uma tensão reversa nas hastes da gaiola, que por sua vez irá gerar a 
Força de Lorentz. Inicialmente o rotor irá funcionar como um mecanismo 
assíncrono pois sua velocidade inicial é baixa devido a sua massa, mas a força 
de Lorentz consequentemente impulsiona a interação entre os pólos opostos do 
campo rotativo e do rotor, atraindo um ao outro, oque ocasiona o encaixe 
magnético entre eles. Com isso, o rotor irá atingir sua velocidade máxima e girar 
em sincronismo com o campo rotativo, em seguida as bobinas do rotor serão 
energizadas. Desde que que o rotor gire em velocidade síncrona, a velocidade 
relativa entre a gaiola e o campo rotativo é zero, isso significa que não há tensão 
reversa e, portanto, nenhuma força de Lorentz na gaiola. Sendo assim, a gaiola 
não afeta a velocidade síncrona do rotor, apenas ajuda na arrancada do mesmo. 
O motor síncrono também pode ser usado como gerador, deixando, porém, de 
alimentar o estator com corrente alternada trifásica, e passando a excitar o eixo 
do rotor de forma a induzir tensões nos enrolamentos do estator. Existem alguns 
fatores que podem fazer com que o rotor perca o sincronismo, alguns deles são: 
sobrecarga, tensão muito baixa do rotor, e tensão muito baixa do excitador 
(CAMARGO, 2007). 
Aplicações: 
A máquina síncrona pode operar como gerador, convertendo energia mecânica 
em elétrica, e como um motor, convertendo energia elétrica em mecânica. P 
15) Um motor de passo com ângulo de passo de 3º e alimentação de 48V é 
empregado numa máquina dosadora numa indústria alimentícia. Na 
receita, o acionador do motor foi programado para executar seis voltas e 
mais meia por dosagem. Calcule quantos pulsos são necessários por 
dosagem? 
R: 780 pulsos 
Ângulo de 3° 1........... 3° 
 48 volts x .......... 2340° 
 
6,5 voltas por dosagem =2340° x = 780 
16) Empregando o motor do item anterior como meio passo quantos pulsos 
são necessários para uma volta completa? 
R: 240 pulsos