Acionamentos Elétricos

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�Trabalho de Acionamentos Elétricos
INDÍCE
RESUMO ................................................................................... IV
INTRODUÇÃO .......................................................................... V
DESENVOLVIMENTO ............................................................ VI
CONCLUSÃO ............................................................................ XXI
BIBLIOGRAFIA ....................................................................... XXII 
1 – RESUMO
Utilizando a apostila de acionamentos , capitulo II , calculamos um motor para acionar a carga descrita no exercício . Optamos por um motor em 220 volts para facilitar os cálculos utilizando os dados do catálogo WEG versão 2003 , sendo necessário calcular novamente a corrente para aplicação em outra tensão . Para aplicação de um motor Dahlander foi necessário retirarmos o multiplicador de velocidade , pois o único motor encontrado no catálogo com potência disponível para acionar a carga tem velocidade igual a 1780 RPM , para os cálculos de energia , perdas na partida e comparações ente motor comum e motor Dahlander utilizamos a carga acoplada , ficando o mais próximo da realidade . 
2 – INTRODUÇÃO
	O objetivo desse trabalho prático é especificar um motor elétrico de indução para acionar uma máquina , conforme suas características informadas no exercício . 
Executaremos varias comparações , com o motor partindo direto ou através de chave de partida com impedância primaria , a utilização de motor Dahlander ou motor comum .
 A Chave de Partida com Impedância Primária é constituída, basicamente, de uma impedância, por fase, em série com o enrolamento de estator. Devido ao seu modo de operar, a chave com impedância primária é uma chave com transição em circuito fechado. A sua grande vantagem é no fato de proporcionar uma aceleração suave que a faz ideal para dar a partida em motores que acionam cargas delicadas
	
	
	
3 – DESENVOLVIMENTO
Resolução dos Exercícios:
Ex. 2.1) 
Consultando a tabela 6.1 da página D-30 do catálogo WEG versão 2003, encontramos o fator de multiplicação da potência útil em função da temperatura ambiente e altitude:
0,97 para 1500 m e 40º C.
Logo: 
Velocidade do Motor:
Potência nominal requerida do motor, considerando o rendimento do multiplicador de velocidade igual a 1.
Sendo 
, conjugado refletido no motor:
Logo:
Aplicando o fator de correção , teremos :
Motor Escolhido:
8 pólos
60 Hz
90 kW
Categoria “N”
F-S = 1
V = 220 V
IP55
Carcaça – 315 s/m
Cn = 98,5 kgfm 966,281 Nm
J = 4,3666 kgm2​
Momento de inércia do conjugado refletido no motor:
Tempo de aceleração da carga
Utilizando o método dos conjugados médios, calculamos Cam
Determinando o ( do multiplicador de velocidades.
Se o motor opera na condição nominal e respeitando o limite do fator de multiplicação, teremos a potência útil abaixo:
Calculando a potência da carga.
( do multiplicador.
Conjugado Resistente da Máquina:
Crm Refletido
Tempo de Aceleração:
sendo 890 rpm = 93,201 rad/s
Verificando a Capabilidade:
tb = 14 segundos
ta < tb 5,691 < 14
Logo, possui capabilidade.
Dados do motor:
Cp = 2,4 pu
Vlinha = 220V
C’p = 1,6 pu
V’ = ?
Utilizando a equação:
Teremos:
V’ em volts
V’=0,816x220V=179,629volts
Fórmula proposta por B.Y. Lipkin:
Consultando o catalogo da WEG, temos do motor escolhido:
cos( (plena carga) = 0,79
In = 323 A
Ip = 8,3 pu
( (plena carga) = 92,5 % = 0,925 pu
Cm = 2,4 pu
Calculando o escorregamento nominal:
	
	
Como Zp é o inverso da corrente de partida temos:
	
Calculando Z’p.
Se:
	
Calculando a resistência e reatância do motor na partida.
	
Calculando enfim a reatância de partida Xa:
	Xa em pu:
	
	Para obtermos Xa em ohms precisamos conhecer Zbase que será a impedância nominal do motor.
	
Logo:
	
Seu valor em Henrys será:
Precisamos descobrir o tempo de aceleração para o motor atingir a velocidade com 
s = 0.08, usando a chave de partida
J = 105,239 kgm²
W1 = 0
W2 = ?
�� EMBED Equation.3 
Calculando C’am
C’am = C’mm – Crm Conjugado de Aceleração Médio Equivalente a Tensão reduzida.
Calculando o Conjugado médio motor a tensão reduzida
 
	
 Enfim ta:
Ex. 2.2) 
Expressão para as perdas do motor na partida a vazio:
 dado no problema
S1= escorregamento inicial, como o motor está parado S1=1.
S2= escorregamento final, S2=0.
J= momento de inércia do motor, pois a carga esta desacoplada.
Ws= velocidade síncrona.
Logo:
Potência média perdida , durante a partida :
Calculo de ta para partida a vazio :
Potência média perdida :
Equação da energia dissipada em uma partida direta com a carga acoplada:
 dado no problema
S1= escorregamento na partida, S1=1.
S2= escorregamento na velocidade nominal do motor, 
J= momento de inércia total, J= 105,239 kgm².
Logo:
Para um plugueamento com carga acoplada devemos observar que:
S1= 2, pois:
e S2= 1 (rotor parado)
O Crm será somado ao conjugado do motor pois ambos , favorecem a parada do motor .
Portanto teremos:
Com a utilização de uma chave de partida, teremos um novo Cmm que será:
sendo:
V’=179,629 volts
V= 220 volts
Cmm= 2087,175Nm
Apesar da redução da corrente de partida com a utilização da chave de partida, como a tensão é menor na partida, conseqüentemente, perdemos no conjugado de partida. Com isto aumentamos a energia dissipada que antes com a partida direta era de 0,441 kWh e agora passou para 0,492 kWh o que corresponde a um aumento aproximado de 10,36 %.
	
Ex. 2.3) 
Motor Dahlander escolhido:
P= 90kW em 1780rpm P= 60kW em 885rpm
J= 2,5985kgm²
Cp= 1,5/2,0pu
Cn= 627,84 / 490,5Nm
Cm= 2,0 / 2,9pu
tb= 35 / 14seg
V= 220V
Para a aplicação deste motor, vamos retirar o multiplicador de velocidade, pois pelo catálogo da WEG só temos um motor Dahlander com 90kW em 1780rpm.
Utilizaremos os cálculos para carga acoplada.
Cálculos dos novos Conjugados:
- Baixa velocidade:
Crm é o mesmo, portanto Crm = 168Nm
- Alta velocidade:
Calculando as perdas de energia:
1ª Etapa:
S1= 1
S2= 0,8
Logo:
2ª Etapa:
Calculando S1 na 2ª etapa:
 
	
Energia Economizada:
Em, com Motor 1:
Em, com Motor Dahlander:
Economia 0,395 – 0,189 = 0,206 kWh
Energia dissipada, em Wh, em um plugueamento feito em duas etapas:
1ª Etapa:
OBS : Como estamos fazendo uma frenagem neste caso o Crm está somando ao conjugado de frenagem pois ambos estão no mesmo sentido , contribuindo para a parada da carga .
	
	
	
	
�� EMBED Equation.3 	
	
	
2ª Etapa:
, motor parado
4 – Conclusão
	Ao executarmos este exercício , colocamos em pratica os conceitos demonstrados no capitulo II da apostila de acionamentos , conseguimos observar por vários arranjos as perdas na partida de um motor de indução , compara-las a vazio e com carga, bem como verificar que ao aplicarmos um motor Dahlander economizamos energia, pois as perdas são menores quando aplicamos um motor Dahlander no lugar de um outro comum . 
	
5 – Bibliografia
Apostila de Acionamentos Elétricos – Professor Éderson Bustamante; capitulo II.
Notas em Sala de Aula – Disciplina Acionamentos Elétricos – Professor Éderson Bustamante;
Site da WEG: www.weg.com.br;
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�Curso de Engenharia Elétrica – 8º Período Noite
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