CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA

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CONVERSÃO ELETROMECÂNICA DE ENERGIA
Atividade 3: Unidade de Estudo 4
- Um motor CC com excitação de 4 polos tem especificações nominais de 8 kW, de 560 V, de 240 A e de 1200 rpm, como um enrolamento de armadura, uma constante construtiva de 100 e um fluxo de armadura por polo de . Essa máquina também tem uma tensão de campo de , uma resistência de campo , uma resistência de armadura de  e uma tensão resultante da armadura de .
Sobre o motor CC com excitação série descrito, assinale a alternativa correta.
R: As perdas no campo do motor CC com excitação são de 26kW, e as perdas na armadura do motor CC com excitação são de 72W.
-O acionamento dos motores CC é feito a partir de uma fonte de potência CC.  Com isso, a tensão de entrada de um motor CC é constante, caso não seja especificado o contrário em placa. Os motores CC podem ser divididos em cinco tipos principais, considerando, especialmente, forma construtiva dele.
 
Em relação aos tipos principais dos motores CC, analise as afirmativas abaixo.
 
I. Um motor CC com excitação independente recebe esse nome porque o circuito de campo é alimentado diretamente por meio dos terminais do motor CC.  
II. O motor CC de ímã permanente conta com polos feitos com materiais especiais, os ímãs permanentes, e, com isso, dispensam o enrolamento de campo.
III. O motor CC série tem o enrolamento de campo com poucas espiras e é conectado em série com o circuito da armadura do motor.
IV. O motor CC composto tem campos em derivação, portanto as forças magnetomotrizes das bobinas de campo somam-se ou subtraem-se.
 
É correto o que se afirma em:
R: II e III, apenas.
-Um gerador CC de excitação independente tem especificações nominais de 150 kW, 400 V, 380 A e 1720 rpm. Essa máquina tem uma tensão de campo de , uma resistência de campo , uma resistência de armadura de  e tensão resultante da armadura .
Em relação às informações passadas sobre o gerador CC, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
 
I. (    ) A corrente de campo da máquina será 40 A.
II. (    ) A corrente na armadura será 100 A.
III. (    ) A corrente de campo da máquina será 100 A.
IV. (    ) As perdas na armadura serão 96 KW. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: V, V, F, F.
-Um motor CC em derivação de 3 polos, 18kW, 245V e 60 A, tem um enrolamento de armadura com 3 caminhos paralelos e  condutores ativos; a resistência e a corrente do circuito de armadura é 0,450 e 14A, respectivamente. A tensão resultante é 40V, o torque mecânico do motor é 20 N.m e os efeitos da reação de armadura podem ser desprezados.
Sobre o motor CC em derivação descrito, assinale a alternativa correta.
R: As perdas na armadura do motor CC em derivação 88 W e a potência mecânica do motor CC em derivação são de 560W.
-Um motor CC em derivação de 24kW e de 210V tem uma resistência de armadura de 0,10 e uma resistência de campo de 110. A vazio e na tensão nominal, a velocidade é de 2200 rpm, sendo que a corrente de armadura é de 10A. Em plena carga e na tensão nominal, a corrente de armadura é de 120A e, devido à reação da armadura, o fluxo é 10% menor do que o valor a vazio. 
 
Sobre o motor CC em derivação descrito, assinale a alternativa correta.
R: A velocidade a plena carga é de 2316 rpm, e a regulação da tensão na armadura é de 92%.
- Um gerador CC em derivação de 2 polos tem especificações nominais de 16 kW, de 220 V, de 130 A e de 1100 rpm, com um enrolamento de armadura com 3 caminhos paralelos e  condutores ativos e com um fluxo de armadura por polo de . Essa máquina também tem uma resistência de armadura de  e tensão resultante da armadura de .
Em relação ao gerador CC em derivação descrito acima, analise as afirmativas abaixo.
 
I. A corrente de armadura do gerador CC em derivação é de 4,5A.
II. A constante construtiva do gerador CC em derivação é de 53.
III. O torque mecânico do gerador CC em derivação é de 3,85 N.m.
IV. A tensão induzida resultante do gerador CC em derivação é de 92V.
 
É correto o que se afirma em:
R: I e III, apenas
-Os geradores CC fazem parte de um grupo muito importante de conversores eletromecânicos de energia e baseiam-se, geralmente, em características de terminais (tensão e corrente); de aplicações; de potências nominais; e de regulação de tensão. Eles podem ser subdivididos em cinco tipos principais e diferenciam-se em relação aos tipos construtivos deles.
 
Em relação às subdivisões dos geradores CC, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).  
 
I. (   )  O gerador CC de excitação independente é um tipo de máquina elétrica capaz de produzir a própria corrente de campo que será utilizada, por meio da conexão dos enrolamentos de campo com os terminais da máquina.
II. (   ) O gerador CC composto cumulativo utiliza o enrolamento de campo ligado em série com o de armadura e isso permite, dada a ligação, que o enrolamento de campo tenha menos espiras, além de baixa resistência nesse enrolamento.
III. (   ) O gerador CC composto diferencial tem conexão, por exemplo, com campos em série e em derivação, o que resulta em conexões como a derivação longa ou a derivação curta. 
IV. (   ) No gerador CC em derivação, a corrente de armadura é resultado da soma da corrente de campo e da de linha, e, com isso, não é necessário o uso da fonte externa e do controle de tensão.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: F, F, F, V.
- Um motor CC em derivação de 2 polos, 10kW, 200V e 40 A tem um enrolamento de armadura com 3 caminhos paralelos e  condutores ativos, sendo que a resistência e a corrente do circuito de armadura são 0,320 e 10A, respectivamente. O fluxo de armadura por polo é , e os efeitos da reação de armadura podem ser desprezados. As perdas rotacionais a vazio são estimadas em 0,6kW.
Sobre o motor CC em derivação descrito, assinale a alternativa correta
R: O torque mecânico do motor CC em derivação é 7,04 N.m, e, para uma , a potência mecânica será 14W.
- O funcionamento de uma máquina de corrente contínua tem como base o processo de comutação, que consiste na conversão das tensões e das correntes alternadas (CA) do rotor (parte móvel da máquina) em tensões e em correntes contínuas, sendo que essa é a parte mais crítica tanto do projeto quanto do próprio funcionamento de uma máquina CC. 
 
Em relação aos princípios básicos de operação de uma máquina de corrente contínua, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).  
 
I. (  ) Para que a tensão total permaneça sendo produzida com o sentido invertido toda vez que uma tensão é invertida em uma espira, as conexões da espira também são trocadas.
II. (  ) O conjugado eletromagnético é baseado na relação entre o fluxo de eixo direto pelo polo no entreferro e pela componente fundamental espacial da onda que forma a força magnetomotriz de armadura.
III. (  )  A potência mecânica () de uma máquina de corrente contínua pode ser determinada pelo produto entre a tensão resultante de armadura e a corrente elétrica no circuito externo da armadura. 
IV. (  ) Os aspectos construtivos da armadura são aglutinados em uma constante construtiva (), que é um dado técnico da máquina e que só depende da velocidade mecânica da máquina.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
R: F, V, V, F.
-Uma estratégia interessante para estudar as máquinas CC é o controle de velocidade. Por exemplo, nos geradores CC, ele é utilizado para analisar meios de controle de velocidade, para ter um controle de potência mecânica fornecida e, consequentemente, no que será, de fato, convertido em energia elétrica. 
 
Sobre o controle de velocidade nas máquinas CC, analise as afirmativas abaixo.
 
I. O controle da velocidade de um motor CC pode ser estabelecido de três maneiras principais: pela variação da resistência de campo, pela resistência de armadura ou, ainda, por meio da modificação da tensão de armadura. 
II. Um CLP pode ser implementado para combinaro uso de dispositivos de estado sólido, como diodos, para produzir corrente de campo para o motor CC. Ele pode, também, fornecer a corrente CC para funcionamento e para o controle do gerador CC.
III. Em operações de hardware, o sistema de controle de velocidade é realizado pelo sistema Ward-Leonard e pode ser implementado nos equipamentos sem a necessidade de chips ou de outros artifícios eletrônicos.
IV. Se a conexão dos equipamentos for em um sistema em malha aberta ou em malha fechada, é utilizado um controlador PID, que recebe esse nome devido à maneira como os ganhos atuam matematicamente e fisicamente no sistema.
 
É correto o que se afirma em:
R: I e IV, apenas.