exp09-2--testes-mit-eletrotecnica

Prévia do material em texto

1
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA “JULIO DE MESQUITA FILHO” 
FACULDADE DE ENGENHARIA - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA 
 
ELETROTÉCNICA 
 
Experiência 09: Parâmetros do circuito equivalente do motor de indução trifásico. 
Objetivo: Determinar os parâmetros do circuito elétrico equivalente do motor de indução trifásico. 
 
1.0 Introdução 
 O circuito equivalente de um motor de indução é obtido agrupando os circuitos do estator e do 
rotor e introduzindo no circuito do estator o ramo magnetizante. Esse ramo é constituído de uma 
resistência Rc, traduzindo as perdas no núcleo (magnéticas), em paralelo com uma reatância jXm, 
responsável pela produção do fluxo magnético girante. Como a transferência de energia do estator para o 
rotor se faz de forma indutiva, essa parte do circuito é semelhante a um transformador ideal, resultando no 
circuito equivalente do motor, por fase, referido ao estator, conforme Figura 1. 
sI
sV
' r
r
I
I
k


cI mI
I
ss r
k
E E 
'
rR
s
 
a) 
sI
sV
' r
r
I
I
k


mI
ss r
k
E E 
'
rR
s
 
b) 
Figura 1 – Circuito equivalente, por fase, do motor de indução trifásico. (a) Circuito completo considerando a resistência de 
perdas no núcleo; (b) circuito simplificado desprezando a resistência de perdas no núcleo (considerada juntamente com as perdas 
rotacionais). 
 Os parâmetros do circuito equivalente são determinados mediante ensaios. A resistência do 
estator Rs é obtida diretamente através de medições de resistência. Os outros parâmetros são determinados 
a partir dos ensaios a vazio e rotor bloqueado. 
2.0 Ensaios em motores de indução trifásicos 
2.1 Teste a vazio 
 O ensaio deve ser realizado com tensão nominal. O motor deve ser ligado a uma rede balanceada 
operando em vazio durante algum tempo, para lubrificação dos mancais. Em seguida, a tensão, a corrente 
e a potência ativa absorvida são medidas. Quando o motor gira a vazio, o escorregamento é bem próximo 
de zero. O pequeno conjugado gerado será apenas o suficiente para compensar as perdas rotacionais (no 
ferro, nos mancais de atrito e na ventilação). Sendo assim, a parcela 
'
rR
s
 é muito maior que a reatância 
Xm. A rede enxerga o motor como uma impedância o o oZ R jX  e, por fase, têm-se (Figura 2): 
 2
0I
oV
0
3
P
0I
oV
 
Figura 2: Circuito equivalente para o ensaio a vazio. 
2 2 20 0
0 0 0 0 0 0 0 02
0 0
(1) (2) (3) 3 (4) (5)
3 rotacional s s m
V P
Z R X Z R P P R I X X X
I I
        
sendo: P0 , R0 perdas no cobre do estator e perdas rotacionais. 
 
2.2 Teste de rotor bloqueado 
 Aplica-se Vrb tal que circule corrente nominal Inom nos enrolamentos do motor, mantendo o rotor 
travado. Nesta situação o escorregamento é unitário e a resistência do rotor referida ao estator reduz-se a 
R’r. A rede enxerga o motor como uma impedância rb rb rbZ R jX  , e assim têm-se: 
nom rbI I 
rbV3
rbP
nom rbI I 
rbV
 
Figura 3: Circuito equivalente para o ensaio rotor bloqueado. 
2 2
2
(6) (7) (8)
3
rb rb
rb rb rb rb rb
rb rb
V P
Z R X Z R
I I
    
 A impedância Zrb pode ser obtida como: 
 
 
  
 
'2 ' '2
' ' '
2 2'2 ' '2 '
/ / (9)
m r r m rm
rb s s r r m s r s
r m r r m r
X R X X XX
Z R jX R jX jX R R j X
R X X R X X
    
          
         
 
 Considerando que Xm >> R’r e Xm >> X’r tem-se que (9) pode ser aproximada para: 
 
2 2
' ' ' '
' ' '
(10)m m mrb s r s r s r s r
m r m r m r
X X X
Z R R j X X R R j X X
X X X X X X
      
                      
 
 Assim de (10) tem-se: 
 
2 2'
' '
'
'
(11)
(12)
m m r
rb s r r rb s
m r m
rb r s
X X X
R R R R R R
X X X
X X X
   
          
 
 
 3
 Deve-se observar que não é possível realizar uma medida adicional da qual Xs e X’r possam ser 
determinadas de forma única. A norma IEEE 112 recomenda a distribuição empírica mostrada na Tabela 
1. Se a classe do motor for desconhecida é prática assumir que Xs e X’r sejam iguais. 
Tabela 1: Distribuição empírica de reatâncias de dispersão em motores de indução 
Classe do motor 
Fração de Xrb= Xs+X’r 
Xs X’r 
A e D 0,5 0,5 
B e N 0,4 0,6 
C e H 0,3 0,7 
Rotor bobinado 0,5 0,5 
 
3.0 Parte Prática 
3.1 Verificação do princípio de operação do MIT 
3.1.1 Anotar os dados de placa do MIT. 
3.1.2 Conectar os terminais do motor em  e montar o circuito da Figura 4. Aplicar tensão 
nominal. 
3.1.3 Observar e anotar os valores, da tensão, da corrente de linha e da rotação. 
3.1.4 Conectar os terminais do motor em Y, aplicar a mesma tensão anterior. 
3.1.5 Observar e anotar os valores da tensão, da corrente de linha e da rotação. 
3.1.6 Inverter uma das fases e ver o que acorre. 
3.1.7 Desligar uma das fases (simulação da perda de um alimentador), observar o que ocorre, 
anotar as correntes absorvidas pelo motor. 
3.1.8 Desligar uma das fases e dar partida no motor, observando o que ocorre. 
 
3.2 Ensaio a vazio 
3.2.1 Conectar os terminais do motor em  e montar o circuito da Figura 4. 
3.2.2 Alimentar o motor através da rede trifásica, com tensão nominal. 
3.2.3 Registrar os valores da potência ativa, da corrente e da tensão. 
3.3 Ensaio rotor bloqueado 
3.3.1 Conectar os terminais do motor em  e montar o circuito da Figura 4. 
3.3.2 Travar o eixo do rotor (segurar firme com a mão), alimentar o motor através da rede 
trifásica, com tensão reduzida de valor tal que circule na fase corrente nominal. 
3.3.3 Registrar os valores da potência ativa, da corrente e da tensão. 
 4
31 2 3 cosL LW W P V I   
5A
 
Figura 4 - Circuito elétrico para os ensaios a vazio e em rotor bloqueado. 
 
3.4 Medição da resistência ôhmica do enrolamento do estator 
3.4.1 Medir a resistência de cada fase do estator, através do ohmímetro. 
 3.4.2 Calcular a resistência de estator média. 
 
4.0 – Relatório 
4.1 Comparar e justificar os valores da corrente e rotação nos itens 3.1.3 e 3.1.5. 
4.2 O que aconteceu no item 3.1.6. 
4.3 O que aconteceu com as correntes observadas no item 3.1.7. 
4.4 O que aconteceu no item 3.1.8. 
4.5 Calcular os parâmetros do circuito equivalente, por fase, do MIT. 
4.6 Desenhar o circuito equivalente simplificado referido ao estator. 
4.7 Descrever o significado físico de cada um dos parâmetros do circuito equivalente referido 
ao estator. 
Prof. Fábio 
Prof. Malange 
Adilson – Técnico 
Everaldo - Técnico