LABORATORIO_II_ENSAIO_A_VAZIO_E_DE_ROTOR

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Universidade Federal Fluminense
Departamento de Engenharia Elétrica
Laboratório de Máquinas Trifásicas 
LABORATÓRIO II – ENSAIO A VAZIO E DE ROTOR BLOQUEADO DO MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICONiterói, RJ
24 de abril de 2015
Aluna: Andressa da Silva Cabral
Matrícula: 111.38.003
Prof.º: Daniel Henrique Nogueira Dias
1. Objetivo
As atividades realizadas em laboratório no dia 10/04/15 tiveram como objetivo obter experimentalmente os parâmetros do circuito equivalente de um motor de indução trifásico, analisando-o precisamente. Os ensaios utilizados para a obtenção dos dados foram Vazio e Rotor Bloqueado.
2. Equipamentos Utilizados
Ambos os ensaios foram executados em um motor assíncrono trifásico cujos dados de placa estão listados a seguir:
· V nominais: 220/380/440/760 V;
· I nominais: 1,6/0,9/0,8 /0,5 A;
· P nominal: 0,3 kW;
· I nominal: 2,2 A;
· ωnominal: 1700 RPM.
Além do motor, os seguintes equipamentos foram utilizados pelos alunos:
· VARIAC (regulador de tensão);
· 2 Wattímetros;
· Amperímetro;
· Voltímetro;
· Ohmímetro;
· Tacômetro;
· Interruptor Tripolar.
3. Roteiro de Execução
O circuito equivalente de um motor de indução é um elemento fundamental para a determinação do comportamento da máquina em função das mudanças de carga. O circuito equivalente monofásico de um motor de indução trifásico, bem como seus parâmetros, é mostrado na figura abaixo:
As conexões entre os equipamentos em ambos os ensaios estão mostrados a seguir:
IL = 
3.1. Ensaio a Vazio
	O ensaio a vazio (sem carga acoplada ao motor) mede as perdas rotacionais verificadas na máquina e fornece as características do seu ramo de magnetização. O procedimento consiste em conectar 2 Wattímetros, 1 Voltímetros e 1 Amperímetro entre o VARIAC (alimentação controlada de tensão) e o motor, deixando-o girar livremente.
Com essa configuração, toda a potência elétrica convertida em movimento está suprindo as perdas mecânicas e as perdas devido ao Efeito Joule no estator. Em função disso, o motor apresenta valor de escorregamento próximo de zero. O circuito resultante que melhor descreve as aproximaxões feitas nesse ensaio é mostrado abaixo.
No presente ensaio foram feitas leituras de valores de tensão de linha, corrente de fase, potência trifásica e de velocidade do rotor:
· .
· 
· 
· 
Considerações:
· Esperava-se que o valor de tensão de linha lido fosse 220V. Entretanto, devido a problemas no fornecimento de energia do laboratório, o valor máximo obtido da rede foi 203V.
· Foi medido apenas o valor de corrente em uma das fases. Considerando o sistema como equilibrado, a medição de uma das fases foi repetido para as outras duas.
· A potência obtida pelo wattímetro 1 foi negativa, consequência da inverterção do sentido de medição no aparelho. As medições dos wattímetros foram feitas com uma escala de 5, já inserida nos valores acima.
 
3.2. Ensaio de Rotor Bloqueado
Neste ensaio, o rotor foi bloqueado com o auxílio de uma barra que impedia o eixo de se mover, à medida que era forçado contra a própria bancada. É necessário aplicar um curto-circuito aos terminais do rotor. 
Com o VARIAC inicialmente na posição 0% (sem fornecer nenhuma tensão ao motor), gradativamente foi aumentado o seu valor até que fosse alcansado o valor de corrente nominal na fase monitorada pelo Amperímetro. Normalmente, aplica-se tensão de 10% a 20% de seu valor nominal. Nessa configuração, o escorregamento verificado é aproximadamente unitário, levando o valor de impedância de entrada do circuito equivalente a valores muito baixos. Nesse ensaio, a potência convertida está suprindo exclusivamente as perdas do Efeito Joule nos enrolamentos do estator e rotor. O circuito resultante é mostrado a seguir.
No presente ensaio foram feitas leituras de valores de tensão de linha, corrente de fase e potência trifásica:
· ;
· ;
· 
· 
Considerações:
· Diferente da medição de potência feita no Ensaio a Vazio, dessa vez os dois Wattímetros foram conectados ao motor de forma direta, tendo assim seus valores somados para a potência total.
· As medições dos wattímetros foram feitas com uma escala de 5, já inserida nos valores acima.
3.3. Medição da Resistência do Estator
A medição de resistência do estator foi feita após os dois ensaios, pois dessa forma as bobinas encontravam-se em condições de operação semelhantes àquelas alcançadas no regime permanente do motor (temperatura dos fios dos enrolamentos). 
Com as bobinas do estator conectadas em ∆, foi posicionado o Ohmímetro para a medição de resistência por bobina, resultando em uma resistência média de para cada terminal de enrolamento. Nesse caso, a associação de dois resistores em paralelo com outro resistor é denominada de terminal de enrolamento. 
 → Ω/bobina
Assim, .
Para transformar o valor da resistência medida em delta, para o modelo equivalente em Y (valores por fase), fazemos:
4. Tratamento dos Dados
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
f) 
g) 
h) 
Os valores de reatância do estator e rotor ( para motores do tipo rotor bobinado são dados segundo uma tabela de classificação por torque e corrente de partida. Pela tabela,
4.1. Cálculo Corrente de Partida
Aplicando o teorema de Thévenin no circuito equivalente trifásico (∆) do motor de indução, temos:
Curto circuitando a fonte, obtemos a impedância equivalente de Thévenin:
Finalmente, podemos obter a corrente de partida, através do circuito equivalente de Thévenin com escorregamento: :
.
A corrente de partida direta desse motor foi medida na primeira experiência através de um alicate amperímetro com o valor . Comparando com essa experiência, é possível observar que o valor obtido por meio de cálcuos foi bem próximo.
5. Conclusão
A segunda experiência em laboratório foi realizada com a intenção de proporcionar aos alunos a atividade de dimensionar um motor de indução trifásico, por meio de dois ensaios.
A determinação das características de funcionamento dos motores de indução trifásicos, pode ser realizada através de ensaios práticos, a vazio e com rotor bloqueado. É importante lembrar que para a determinação dos parâmetros são feitas algumas aproximações, e portanto, os resultados obtidos não são totalmente exatos.
Tendo em vista a proposta inicial das experiências, pode-se concluir que essa apresentou grande serventia para o aprendizado dos alunos.