Máquinas elétricas

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PÓS - Engenharia Elétrica - Eletrotécnica 
PROVA - Máquinas elétricas 
 
1) Os geradores síncronos são os mais usados nos sistemas de geração de energia elétrica. No Brasil, a 
maioria dos geradores funciona em torno de 25 kV. Lembrando o estudado sobre os geradores CA, leia as 
alternativas a seguir e selecione a alternativa que contém a opção correta de unidades de potência nominal 
dos geradores CA.
Alternativas: 
• cv – cavalo vapor. 
• hp – cavalo de força. 
• W – watts. 
• var – volt ampere reativo. 
• VA – volt ampere. CORRETO 
Resolução comentada: tanto geradores CA quanto os transformadores, que fazem parte do sistema de 
distribuição, têm a potência nominal especificada em VA, isto é, potência aparente. A potência ativa (W) 
depende do fator de potência e ele está atrelado à carga, portanto não pode ter uma especificação 
considerando a carga, porque deve atender a todos os tipos de cargas. 
O var é unidade de potência reativa, e HP e cv são unidades de potência mecânica, usadas para definir a 
potência nominal em motores. 
2) “A potência de entrada de um motor de indução é na forma de ______________ trifásicas. As primeiras 
perdas encontradas na máquina são perdas ___________________ nos enrolamentos do estator. Então, certa 
quantidade de potência é perdida como histerese e correntes parasitas no estator. A potência restante 
nesse ponto é transferida ao rotor da máquina através do entreferro entre o estator e o rotor. Essa potência 
é denominada ________________ da máquina. Após a potência ser transferida ao rotor, uma parte dela é 
perdida como perdas I2R (as perdas no cobre do rotor e o restante é convertido da forma elétrica para a 
forma mecânica. Finalmente, as ________________ e as perdas suplementares são subtraídas. A potência 
restante é a saída do motor” (CHAPMAN, 2013, p. 321). 
Assinale a alternativa que completa adequadamente as lacunas acima: 
 
Alternativas: 
• Grandezas mecânicas; por histerese; potência de núcleo; perdas por atrito e ventilação. 
• Tensões; por histerese; potência de entreferro; perdas no núcleo. 
• Tensões e correntes trifásicas; I2R; potência de entreferro; perdas por atrito e ventilação. CORRETO 
• Grandezas mecânicas; I2R; potência de núcleo; perdas por atrito e ventilação. 
• Tensões e correntes trifásicas; por histerese; potência de entreferro; perdas mecânicas. 
Resolução comentada: o fluxo de potência nas máquinas elétricas descreve as perdas que ocorrem no 
processo de conversão de energia. Toda máquina elétrica tem perdas em comum a serem consideradas, 
mas cada motor tem especificidades. O diagrama de fluxo de potência do motor de indução é mais 
detalhado do que o diagrama de fluxo de potência do motor síncrono. A terminologia usada pelo aluno 
deve ser adequada ao nível de formação. 
A potência elétrica na entrada está definida por unidades de tensão e corrente, considera o fator de 
potência por ser CA. 
A histerese não ocorre especificamente nos enrolamentos do estator, ocorre no núcleo ferromagnético. 
3) Sabe-se que as máquinas de corrente alternada têm um modelo dinâmico que deve ser linearizado para 
permitir a solução do sistema de equações que o representa. 
Para permitir a obtenção da solução do sistema de equações que representa o modelo, é necessário 
realizar transformações. Leia as seguintes opções e selecione a que contém duas transformações que 
podem ser aplicadas nas máquinas CA para desacoplar as variáveis: 
 
Alternativas: 
• Transformações de Fortscue e Laplace. 
• Transformações de Clarke e Fourier. 
• Transformações de Clarke e Park. CORRETO 
• Transformações de Laplace e Clarke. 
• Transformações de Park e Fourier. 
Resolução comentada: as transformações que podem ser aplicadas para desacoplar as variáveis são as 
transformações de Fortscue, Clarke e Park. 
4) O modelo dinâmico da máquina __________________, além das transformações necessárias, pelo fato de ser 
uma máquina _______, deve ser proposto com referencial ______________. Pode ser expressado no ___________. 
Neste modelo dinâmico, as equações do estator são similares às da máquina _______________, porém as do 
rotor são totalmente diferentes. 
Assinale a alternativa que completa adequadamente as lacunas acima: 
 
Alternativas: 
• De indução; CA; no rotor; sistema internacional; CC. 
• Síncrona; CA; arbitrário; sistema por unidade; de indução. 
• Síncrona; CC; no estator; sistema por unidade; de indução. 
• Síncrona; CA; no rotor; sistema internacional; de indução. CORRETO 
• De indução; CC; arbitrário; sistema por unidade; síncrona. 
Resolução comentada: o modelo dinâmico da máquina síncrona, além das transformações necessárias, 
pelo fato de ser uma máquina CA, deve ser proposto com referencial no rotor. Pode ser expressado no 
sistema por unidade. Neste modelo dinâmico, as equações do estator são similares às da máquina de 
indução, porém as do rotor são totalmente diferentes. 
5) Considerando o diagrama fasorial do gerador síncrono, que tem como objetivo ilustrar o 
comportamento das tensões para diferentes condições de carga, e lembrando que cada carga é 
caracterizada pelo fator de potência (unitário, atrasado ou adiantado), leia as seguintes afirmações: 
I. Quando o fator de potência é atrasado, o módulo da tensão induzida é maior do que o módulo da tensão 
de fase. 
II. Quando o fator de potência é adiantado, o ângulo da corrente em função da tensão de fase é positivo. 
III. Quando o fator de potência é unitário, a tensão de fase é maior do que a tensão induzida. 
IV. Quando a máquina tem polos salientes, devem-se considerar as correntes decompostas em corrente 
direta e de quadratura. 
V. Quando o gerador é de polos lisos, é necessário conhecer o ângulo entre tensão de fase e tensão 
induzida. 
São verdadeiras: 
 
Alternativas: 
• Apenas I e IV. 
• Apenas I, III e IV. 
• Apenas II e III. 
• Apenas I, II e IV. CORRETO 
• Apenas II, III e V. 
Resolução comentada: a afirmação I é verdadeira, EA > VΦ quando o fator de potência é unitário ou 
quando é atrasado. 
A afirmação II é verdadeira, o ângulo é positivo para FP adiantado e negativo para FP atrasado, porque se 
considera ele do ponto de vista da corrente (não do ponto de vista da carga). 
A afirmação III está errada, EA > VΦ quando o fator de potência é unitário. 
A afirmação IV é correta, no caso dos polos salientes, além de realizar a decomposição da corrente de 
armadura em Id e Iq, é necessário conhecer o ângulo entre EA e VΦ. 
A afirmação V é incorreta, o ângulo entre EA e VΦ é necessário no caso dos polos salientes, para poder 
definir o ângulo da corrente Id. No gerador de polos lisos, apenas é preciso conhecer o ângulo entre a 
tensão e a corrente de armadura. 
6) Os servomotores se classificam em três tipos, de acordo com a topologia da máquina elétrica associada a 
eles. 
Leia as seguintes opções e escolha a que tem a classificação correta dos servomotores: 
 
Alternativas: 
• Servomotor CC, servomotor CA síncrono e servomotor CA de indução. 
• Máquina de relutância variável, servomotor de ímãs permanentes e servomotor híbrido. 
• Servomotor CC, servomotor CA e motores de passo. CORRETO 
• Servomotor CC, servomotor CA e máquina de relutância variável. 
• Servomotor de meio passo, servomotor de passo completo e servomotor de micropassos. 
Resolução comentada: a classificação dos servomotores é a seguinte: 
 Servomotores CC – ímãs permanentes. 
 Servomotores CA (síncronos e de indução). 
 Motores de passo (MRV, PMSM e HSM). 
7) Leia e associe a coluna 1 (classe do motor) e coluna 2 (descrição da classe): 
 
Assinale a alternativa que traz a associação correta entre a numeração da coluna “descrição” e os seguintes 
itens: 
I. Corrente de partida baixa, conjugado de partida normal. 
II. Escorregamento elevado, conjugado de partida elevado. 
III. Corrente de partida normal, conjugado de partida normal. 
IV. Corrente de partida baixa, conjugado de partida elevado.Veja que os conjugados citados são os conjugados de partida.
Alternativas: 
• I – A; II – D; III – B; IV – C. 
• I – A; II – B; III – D; IV – C. 
• I – B; II – D; III – A; IV – C. CORRETO 
• I – B; II – C; III – A; IV – D. 
• I – D; II – C; III – A; IV – B. 
Resolução comentada: a classificação dos tipos de rotores do motor de indução gaiola de esquilo 
obedece ao projeto com barras geometricamente diferentes que, além de conseguir mudar o valor da 
resistência, alteram os valores das indutâncias, como você pode ver na tabela de referência. Tais alterações 
geométricas no projeto das barras resultam em características particulares na corrente de partida, no 
conjugado de partida e no escorregamento. É importante que você conheça esses detalhes, assim como o 
tipo de carga que o motor alimenta. 
8) Considere os seguintes exemplos referentes a motores de passo. Complete as lacunas com os valores 
corretos de ângulo de fase, frequência e velocidade: 
i. Um motor com passo de 2,7° funciona com 800 Hz, portanto, sua velocidade é _________ rpm. 
ii. Um motor com passo de 15° funciona com _________ Hz, portanto, sua velocidade é 1000 rpm. 
iii. Um motor com passo de ________° funciona com 600 Hz, portanto, sua velocidade é 500 rpm. 
 
Alternativas: 
• 36; 400; 5. 
• 3.600; 4.000; 5. 
• 360; 400; 50. 
• 360; 400; 5. CORRETO 
• 36; 400; 50. 
Resolução comentada: um motor de 2,7° funciona com 800 Hz, portanto, sua velocidade, em rpm, é igual 
a 360. 
Um motor de 15° funciona com 400 Hz, portanto, sua velocidade, em rpm, é igual a 1.000. 
Um motor de 5° funciona com 600 Hz, portanto, sua velocidade, em rpm, é igual a 500. 
Para resolver este exercício, é preciso usar esta equação: 
 
9) Considerando a estrutura dos motores de passo, eles podem ser classificados em três tipos. De acordo 
com essa classificação, assinale V ou F para as seguintes afirmações: 
( ) O motor de passo de relutância variável é o tipo de motor que apresenta maior resolução, isto é, ângulo 
de passo pequeno. 
( ) O motor de passo híbrido é o tipo de motor que une as vantagens do motor de relutância e do motor de 
ímã permanente. 
( ) O rotor do motor híbrido é semelhante ao rotor do motor de ímã permanente, sem dentes ou saliências. 
( ) O motor de passo de ímã permanente tem um rotor do tipo liso. 
( ) O motor de passo de ímã permanente apresenta uma melhoria no torque quando comparado ao motor 
de relutância variável. 
Assinale a alternativa que contém a sequência correta: 
 
Alternativas: 
• V – V – F – V – F. 
• V – V – F – V – V. 
• F – V – F – V – F. 
• F – V – V – V – F. 
• F – V – F – V – V. CORRETO 
Resolução comentada: o motor que apresenta a maior resolução é o motor híbrido, aproveitando as 
características de melhor conjugado e ângulo de passo pequeno. Esse motor aproveita as vantagens do 
motor de relutância e do motor de ímã permanente, o rotor tem ímãs permanentes distribuídos axialmente 
e tem saliências. 
O motor de ímã permanente tem rotor liso e apresenta um maior torque quando comparado com o motor 
de relutância. 
10) Considerando as aplicações do gerador síncrono, de acordo com a geometria do rotor, isto é, rotor de 
polos lisos (ou cilíndrico) e rotor de polos salientes, leia as seguintes informações e associe com a descrição: 
A) Geradores com dezenas de polos. 
B) Geradores de polos lisos. 
C) Geradores com dois ou quatro polos. 
D) Geradores de polos salientes. 
I. Geradores usados em hidrelétricas. 
II. Geradores usados em termelétricas. 
III. Baixas velocidades. 
IV. Altas velocidades. 
 
Alternativas: 
• I – D; II – A; III – B; IV – C. 
• I – B; II – C; III – A; IV – D. 
• I – D; II – B; III – A; IV – C. CORRETO 
• I – B; II – D; III – C; IV – A. 
• I – D; II – B; III – C; IV – A. 
Resolução comentada: o número de polos se associa à velocidade de acordo com a equação da 
velocidade síncrona. 
Geradores de polos salientes são mais usados em hidrelétricas por se comportarem melhor em baixas 
velocidades, e geradores de polos lisos são mais usados em termelétricas por se comportarem melhor em 
altas velocidades (força centrífuga).