Relatório Conv2

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ - UFPR 
 
 
 
 
MOTOR DE INDUÇÃO TRIFÁSICO 
 
 
 
Conversão de Energia II 
Eduardo Vinicius Ransolin Pigoso = GRR20108822 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Curitiba 
06/2013 
Conteúdo 
Coleta de Dados ............................................................................................................ 4 
Ensaio a vazio (Rotor livre) ........................................................................................ 4 
Ensaio de Curto-Circuito (Rotor Bloqueado) ............................................................... 4 
Conversão de linha para fase ........................................................................................ 5 
Cálculos de Ensaio a Vazio ........................................................................................... 5 
Cálculos de Ensaio a Rotor Bloqueado .......................................................................... 5 
Cálculos para motor tipo A ............................................................................................. 5 
Circuito Equivalente ....................................................................................................... 7 
Cálculo dos parâmetros de placa ................................................................................... 7 
 
 
Dados de Placa 
 
Dados coletados na placa no motor. 
 Tensão nominal de linha: 220(∆)/380(Y) [V], 60 Hz. 
 Motor de indução trifásico tipo N (Gaiola), trifásico. 
 Potência no eixo: 0,18HP – 0,25 CV. 
 Velocidade nominal: 1710rpm 
 Relação e de correntes de partida e nominal: Ip/In=4,5. 
 Grau de proteção contra agentes externos: IP55. 
 Rendimento: η=64%. 
 Fator de serviço: 15% (fator de sobrecarga em regime). 
 Corrente nominal: 1,14(∆) / 0,66(Y) [A]. 
 Temperatura ambiente não pode ser maior que: 40ºC. 
 Altitude máxima de operação: 1000m. 
 Fator de potência: fp=0,65. 
 
Figura 1 - Esquemático de motor elétrico 
Obs.: 
Características de motor tipo N: resistência de rotor baixa, escorregamento baixo 
e baixo torque de partida; 
 Motor pode estar situado no máximo 1000m de altitude, devido a diminuição na 
pressão do ar. 
 As potências de motores elétricos são dadas em HP ou CV, onde: HP - Horse a 
Power - 746 w. CV - Cavalo a Vapor - 736 W 
Coleta de Dados 
Ensaio a vazio (Rotor livre) 
Ao aplicar-se uma tensão nominal de 220V na rede elétrica de 60Hz no motor conectado 
em Triângulo, obtemos as seguintes medidas nos wattímetros: 
 
Figura 2 - esquemático de conexão em triângulo 
P1 = 120W 
P2 = -70W 
Potência no rotor = P1-P2 = 120-70 = 50W 
A Corrente nominal medida pelo amperímetro é = 0,95A. 
Ensaio de Curto-Circuito (Rotor Bloqueado) 
 Ao acoplar-se um objeto de tal forma que não permita que o rotor gire e ao gerar-se 
tensão de para que Inominal = 1,14 A (corrente de linha no amperímetro), obtiveram-se 
as seguintes medidas nos wattímetros: 
P1 = 60W 
P2 = 18W 
Potência no rotor = P1 + P2 = 60+19 = 78W 
A tensão acusada pelo voltímetro foi de V = 59V. 
Após aguardar o aquecimento do motor, mede-se a Resistência R1 = 38,4Ω. 
(Obs.: Potências medidas em wattímetros.) 
Conversão de linha para fase 
Deve ser feita a conversão da corrente de linha para corrente de fase, pois o motor é 
conectado em forma de Triângulo. 
Motor a vazio: 
Ilinha = 0,95A – Ifase = Ilinha/√3 = 0,95/√3 = 548,48mA. 
Motor em bloqueio 
Ilinha = 1,14A – Ifase = 1,14/√3 = 658,18mA. 
Cálculos de Ensaio a Vazio 
Perdas no rotor a vazio: 
Protor = Pvazio – q . Ivazio
2 . R1 = 60-3 . 
(548,48 . 10-3)2 . 38,4 = 25,341W 
Potência aparente: 
Svazio = q . V1vazio . I1vazio = 3 . 220 . 548,48 
. 10-3 = 362 VA 
Potência reativa: 
Qvazio = √(Svazio
2-Pvazio
2) = √(3622-602) = 357 
Var 
Reatância a vazio 
Xvazio = Qvazio / (q . Ivazio
2) = 357 / [3 . 
(548,48.10-3)2] = 395,56 Ω 
Cálculos de Ensaio a Rotor 
Bloqueado 
Potência aparente 
S Bloqueado = q . V1Bloqueado . I1 Bloqueado = 3 . 
60 . 658,18 . 10-3 = 118,47 VA 
Potência reativa 
Q Bloqueado =√(S Bloqueado
 2-P Bloqueado
 2) = 
√(118,472-782) = 89,17 VAr 
Reatância de rotor bloqueado 
X Bloqueado = Q Bloqueado / q . I Bloqueado
 2 
=89,17 / 3 . (658,18.10-3)2 = 68,61 Ω 
Resistência de rotor bloqueado 
R Bloqueado = P Bloqueado / (q . I1 Bloqueado
 2) = 
78 / [3 . (658,18.10-3)2] = 60,02 Ω 
Cálculos para motor tipo A 
Para motores de indução trifásicos tipo A, temos a seguinte equação: 
 X1=0,5(X1+X2) 
X1=0,5X1+0,5X2 
X1-0,5X1=0,5X2 
0,5X1=0,5X2 
X1=X2 Equação 1 
Substituindo a equação 1 na equação 2: 
 
 
 
 Equação 2 
X2 ( Xvazio – X Bloqueado ) - ( X Bloqueado - X1 ) . ( Xvazio - X1 ) = 0 e, assim, substituindo os dados 
anteriores, obtemos: 
X2 ( 395,56 - 68,61 ) - ( 68,61 - X2 ) ( 395,56 - X2 )=0 
326,95 . X2 – 26059,49 + 65,88 . X2 + 395,56 . X2 - X22 = 0 
-X22 + 788,39 . X2 – 26059,5 = 0 Equação 3 
Ao resolver-se a equação 3, obtemos: 
X2’ = 34,57Ω 
X2” = 753,82Ω 
Não escolhemos a raiz X2” = 753,82 Ω, pois o valor de Xm ficaria negativo, e não é de 
nosso interesse. 
De acordo com a relação X2 = X1, temos que X1=34,43Ω. 
Reatância de magnetização 
Xvazio = X1 + Xm Equação xx 
395,56 = 34,57 + Xm 
Xm = 360,99 Ω 
Resistência de rotor (secundário) 
 ( )
 
 
 
 
 
 
 Ω 
Circuito Equivalente 
 
Cálculo dos parâmetros de placa 
Cálculos da aula 3.2 
Cálculo do escorregamento: 
 
 
 
 
 
 
 
Cálculo da impedância total: 
 
 
(
 
(
 
 )
 
 
 )
 
Ztotal = 197,22 + j 274,51 Ω = 338,01 ∟54,3º 
Cálculo de I1: 
I1 = (V1 ∟0º) / (ZTotal) = ( 220 ∟0º )/(51,66 ∟42º) 
I1 = 0,65 ∟-54,3 A 
Fator de Potência = 0,65 
Potência de entrada, estator, entreferro, mecânica e eixo: 
Pin = 3 . V1 . I1 . 0,65 = 162,92 W 
Pestator = 3 . R1 . 
 = 16,54 W 
Pg = Pin – PEstator = 162,92 – 16,54 = 146,37 W 
PMec = (1-s) . Pg = 0,95 . = 139,05 W 
PEixo = PMec – Protacionais = 139,05 W 
Cálculo do Rendimento 
η = PEixo / PIn = 139,05 / 162,92 = 0,85 = 85% 
 
Obs.: O Rendimento dado pelo motor é de 64%, mas não possuímos as perdas 
rotacionais por atrito ou ventilação para que seja incluso na potencia do eixo e aproximarmos 
essas contas. 
 
Conclusão 
O relatório, assim como todas as atividades em laboratório, ajudou a aperfeiçoar 
os conhecimentos dados em sala de aula, visualizamos perfeitamente a importância do 
assunto abordado, devido ao grau de pesquisa exercido para elaboração deste relatório. 
Nas aplicações que envolvem motores alimentados pela rede energética, é 
necessário levar em conta os parâmetros e dados de placa dos motores, para que 
tenhamos sucesso no cálculo de diversos valores.