RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS - AV2

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DA BAHIA
ANDERSON OLIVEIRA
ANDERSON OTACIANO
NAIARA DE JESUS MARINHO
RESPOSTAS DOS EXERCÍCIOS 
MÁQUINAS E ACIONAMENTOS
	
SALVADOR – BA
		EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Relacione as vantagens e desvantagens de um motor de indução gaiola de esquilo.
A vantagem desse rotor em relação ao rotor bobinado e que resulta em uma construção do induzido mais rápida, mais pratica e mais barata. Trata-se de um motor robusto, barato, de rápida produção, que não exige coletor (elemento sensível e caro) e de rápida ligação na rede. Uma desvantagem é o torque de partida reduzido em relação à corrente absorvida pelo estator.
Quais são as principais características de um motor de rotor bobinado?
O rotor bobinado possui uma impedância maior que o de gaiola de esquilo, por constituir-se de enrolamento de fio de cobre, com isso espera-se uma corrente de partida menor para desempenhar o mesmo torque que um rotor de gaiola. 
Os terminais são conectados a três anéis condutores isolados entre si e do eixo. Estes anéis estão em contato através de escovas a um reostato trifásico externo.
O que é um motofreio trifásico? Quais são os três tipos de freios existentes?
É um motor trifásico de indução acoplado a um freio com disco, os três tipos de freios são: Frenagem Lenta, Média e Rápida.
 O que é um motor de alto rendimento? Quais são as suas principais características?
Os motores de alto rendimento são motores projetados para, fornece a mesma potência útil (na ponta do eixo) que outros tipos de motores, consumindo menos energia elétrica da rede. Suas principais características são:
Chapa magnética feita em aço silício que gera melhor qualidade; Maior volume de cobre, que reduz a temperatura de operação; Rotores tratados termicamente, reduzindo perdas no rotor; altos fatores de enchimento das ranhuras, que provêm melhor dissipação do calor gerado; Anéis de curto circuito dimensionados para reduzir as perdas Joule; Projetos de ranhuras do motor são otimizados para incrementar o rendimento.
Defina rendimento de um motor trifásico.
O motor elétrico absorve a energia elétrica da linha e a transforma em energia mecânica disponível no eixo. O rendimento define a eficiência com que é feita esta transformação.
Como varia o rendimento em função da potência nominal? E com relação à potência no eixo?
O rendimento aumenta quando a potência nominal aumenta. À medida que se aplica carga no eixo do motor, há um aumento no seu rendimento.
Defina escorregamento.
Uma grandeza denominada de escorregamento, que mede a velocidade relativa entre o campo girante e o rotor, como uma fração da rotação síncrona:
S = ns – n/ns
Descreva a curva de operação torque x velocidade para um motor de indução trifásico.
O ponto de operação do motor ocorre onde a curva de conjugado do motor encontra a curva do conjugado resistente a carga, e esta será a velocidade nominal, com o escorregamento nominal do motor.
Segundo a NBR 7094, quais são as cinco categorias de conjugado existentes? Dê as suas características.
Categoria N: caracterizam esta categoria motores com valor de conjugado médio, corrente de partida média, e baixo escorregamento (diferenças de velocidade entre o rotor e o campo girante). Na verdade, está é a categoria predominante no mercado, pois se destina para cargas sem exigências especiais (bombas, ventiladores, etc.).
Categoria H: neste caso os motores apresentam alto conjugado de partida, valores médios para corrente de partida, e baixo escorregamento. De um modo geral são usados para cargas de alta inércia, transportadores, por exemplo.
Categoria D: na categoria D os motores devem ter altíssimo conjugado de partida, corrente de partida média e alto escorregamento (mais de 5%). Esses dispositivos são indicados para utilização com picos periódicos e com conjugado de partida alta. O exemplo mais clássico é o elevador.
Categoria NY: Esta categoria inclui os motores semelhantes aos de categoria N, porém, previstos para partida estrela-triângulo. Para estes motores na ligação estrela, os valores mínimos do conjugado com rotor bloqueado e do conjugado mínimo de partida são iguais a 25% dos valores indicados para os motores categoria N. 
Categoria HY: Esta categoria inclui os motores semelhantes aos de categoria H, porém. Previstos para partida estrela-triângulo. Para estes motores na ligação estrela, os valores mínimos do conjugado com rotor bloqueado e do conjugado mínimo de partida são iguais a 25% dos valores indicados para os motores de categoria H.
Defina classe de isolamento.
O nível de proteção contrachoque elétrico de qualquer equipamento elétrico é classificado pela norma internacional IEC 61140 (Protection against electric shock - Common aspects for installation and equipment). Ele é usado para diferenciar os diferentes métodos/tipos de conexão entre a proteção do equipamento e a terra. Os níveis são separados por classes:
Classe 0: Não existem condutores de proteção (PE) fazendo a conexão entre a terra e as partes metálicas do equipamento/aparelho elétrico. A proteção contrachoques elétricos é dada pela própria isolação do equipamento/aparelho elétrico, como podemos citar os eletrodomésticos (ventiladores, televisores, rádios portáteis, etc.)
Classe I: o chassis do equipamento/aparelho elétrico deve ser conectado a terra utilizando um condutor de proteção (PE) identificado pela cor verde ou verde/amarela.
Classe II: é um dispositivo concebido para não necessitar o uso de um condutor de proteção (PE) ligado para à terra.
Classe III: são dispositivos alimentados com extra-baixa tensão. A alimentação desses dispositivos é baixa o suficiente (sob condições normais de uso) que uma pessoa pode entrar em contato com uma parte "viva" de maneira segura e sem risco de choques elétricos, como por exemplo, na iluminação de piscinas.
Quais são os tipos de ventilação que podem existir em motores elétricos?
Os tipos de ventilação, empregados para qualquer finalidade, são assim classificados: Ventilação natural; Ventilação geral; Ventilação geral para conforto térmico; Ventilação geral diluídora e Ventilação local exaustora (Sistema).
Defina regime de serviço.
É o grau de regularidade da carga a que o motor é submetido. Os motores normais são projetados para regime contínuo, em que a carga é constante por tempo indefinido e igual à potência nominal do motor.
O que é fator de serviço?
A norma ABNT NBR 7094/1996, define fator de serviço como um multiplicador que, quando aplicado à potência nominal do motor, indica a carga que pode ser acionada continuamente sob tensão e frequência nominais. Entretanto, a utilização do fator de serviço implica em vida útil inferior àquela do motor com carga nominal.
Como é calculado o número de rotações em um motor trifásico?
 	; onde:
ns	–	Velocidade Síncrona;
f	–	freqüência da rede;
p	–	número de pólos.
Conceitue grau de proteção de motores trifásicos.
O grau de proteção é um código padronizado, formados pelas letras IP seguidas de um número de dois algarismos, que define o tipo de proteção do motor contra a entrada de água ou de objetos estranhos.
Quais são os tipos de perda que podem ocorrer em um motor?
Perdas no ferro ou no núcleo: Calor gerado no núcleo magnético devido ás variações no fluxo magnético do motor (rotor e estator). As variações de fluxo induzem correntes no núcleo e estas correntes aquecem o mesmo. Estas perdas podem ser reduzidas ao se construir o núcleo não maciço, mas laminado e com um verniz isolante entre as laminas.
Perdas no cobre ou nos enrolamentos: Calor gerado nos enrolamentos pela circulação da corrente em um condutor de resistência diferente de zero. Estas perdas podem ser reduzidas aumentando-se a seção reta dos condutores, mas cobre é muito caro, e as dimensões dos motores aumentam.
Perdas na ventilação: para dissipar o calor e evitar a elevação de temperatura, normalmente os motores, tem acoplado diretamente no eixouma ventoinha para forçar a circulação de ar em dissipadores na carcaça do motor. Esta energia gasta na ventilação é considerada uma perda (potência elétrica não convertida em potência mecânica disponível para tocar a carga útil).
Perdas por fricção nos rolamentos e mancais.
Por meio de diagramas, represente as ligações triângulo e estrela, enumerando suas características.
FECHAMENTO ESTRELA:
O Fechamento Estrela tem por definição permitir com que o motor receba o maior nível de tensão de alimentação para qual foi projetado, por exemplo, em um motor com tensão de alimentação 220/380V o fechamento estrela permitirá a inserção da tensão 380V. Inicialmente o motor recebe a alimentação de 220V da rede de alimentação em seus terminais, que neste momento está na configuração fechamento estrela.
A tensão inserida no motor neste instante é de 220V, no entanto sabemos que este fechamento existe para que seja possível a inserção do nível de tensão de 380V, assim, a tensão elétrica é dividida internamente em suas bobinas resultando em uma tensão de 127V (e deveria, teoricamente, ser de 220V). Ocorre então a redução da tensão elétrica no momento da partida do motor reduzindo posteriormente a corrente elétrica de partida.
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS
O que é contato normalmente aberto (NA) e contato normalmente fechado (NF)?
Normalmente aberto (NA): sua posição original é aberta, permanecendo dessa forma até que seja aplicada uma força externa. É representado pelos finais 3 e 4 na marcação dos contatos.
Normalmente fechado (NF): sua posição original é fechada, permanecendo dessa forma até que seja aplicada uma força externa. É representado pelos finais 1 e 2 na marcação dos contatos.
Quais as funções de um dispositivo de partida de motor?
Para proteção contra curtos-circuitos, sobrecarga, seccionamento e comutação. Dispositivos como: relé, disjuntores e fusíveis. 
Descreva a operação de seccionamento. 
O seccionamento é a isolação elétrica numa instalação da rede que a alimenta. Sua abertura e fechamento são comandados manualmente por manobra, tendo a velocidade dependente da ação do operador. A seccionadora nunca deve ser manobrada com carga e a corrente, esta deve ser interrompida no circuito de utilização (contator ou disjuntor).
Quais são os tipos de falha que podem ocorrer na partida de um motor elétrico? Conceitue-as:
Curtos-circuitos: podem ser de intensidade muito elevada e devem ser controlados a tempo para evitar perdas dos componentes do circuito;
Sobretensão, queda de tensão, desequilíbrio ou falta de fases: causam o aumento da corrente absorvida pelo circuito;
Rotor bloqueado: sobrecarga momentânea ou prolongada de origem mecânica que provoca um aumento da corrente absorvida pelo motor e um aquecimento perigoso nos enrolamentos, devido ao aumento da corrente para o motor voltar a funcionar.
Defina proteção contra curto-circuito e proteção contra sobrecarga. 
Proteção contra curtos-circuitos: para detectar e interromper o mais rápido possível as correntes anormais inferiores a dez vezes a contente nominal (In).
Proteção contra sobrecargas: para detectar aumentos da corrente até 10.In e interromper a partida antes que o aquecimento do motor e dos condutores provoque a deterioração dos isolantes.
O que é comutação?
Estabelecer, interromper ou regular o calor da corrente absorvida pelo motor.
Qual a função dos fusíveis?
Proteção contra curto-circuito.
Cite as partes constituintes de um fusível. 
Elemento fusível, corpo, indicador de interrupção, meio extintor e terminal.
O que são classes de função e classe de objeto de um fusível?
Classes de função: definem a faixa de proteção completa ou parcial de operação do fusível.
Classes de objetos: definem o tipo de utilização do fusível.
O que é fusível do tipo D? Descreva seus aspectos de funcionamento e construtivos. 
Sua nomenclatura Tipo “D” deriva do nome “Diazed”, denominação o qual geralmente é conhecido. É um fusível limitador de corrente, de baixa tensão, cujo tempo de interrupção é tão curto que o valor de crista da corrente presumida do circuito não é atingido. Os fusíveis “Diazed” são utilizados na proteção de curto circuito em instalações elétricas residenciais, comerciais e industriais e quando normalmente instalados, permitem o seu manuseio sem riscos de toque acidental. Possuem categoria de utilização gL/gG, em três tamanhos (DI, DII e DIII) e atendem as correntes nominais de 2A a 100A.Através de parafusos de ajuste, impedem a mudança para valores superiores, preservando as especificações do projeto. Permitem fixação por engate rápido sobre trilho ou parafusos.
Construção
 O fusível Diazed ou (D) é composto por: base (aberta ou protegida), tampa fusível parafuso de ajuste e anel. A base é feita de porcelana dentro da qual está um elemento metálico roscado internamente e ligado externamente á um dos bornes. O outro borne está isolado do primeiro e ligado ao parafuso de ajuste. A tampa, geralmente de porcelana, fixa o fusível á base e não é inutilizada com a queima do fusível. Ela permite inspeção visual do indicador do fusível e sua substituição mesmo sob tensão.
O parafuso de ajuste tem função de impedir o uso de fusíveis de capacidade superior á desejada para o circuito. A montagem do parafuso é por meio de uma chave especial.
O anel é um elemento de porcelana com rosca interna, cuja função é proteger a rosca metálica da base aberta, pois evita a possibilidade de contatos acidentais na troca do fusível.
O fusível é um dispositivo de porcelana em cujas extremidades é fixado em fio de cobre puro ou recoberto por uma camada de zinco. Ele fica imerso em areia especial cuja função é extinguir o arco voltaico e evitar o perigo de explosão quando da queima do fusível.
O fusível possui um indicador, visível através da tampa, cuja corrente nominal é identificada por meio de cores e que se desprendem em caso de queima. Veja na tabela a seguir, algumas cores e suas corrente nominais correspondentes:
O elo indicador de queima é constituído de um fio muito fino ligado em paralelo com o elo fusível. Em caso de queima do elo fusível, o indicador de queima também se funde e provoca o desprendimento da espoleta.
O que é fusível do tipo NH? Descreva seus aspectos de funcionamento e construtivos.
Os fusíveis NH são aplicados na proteção de subcorrentes de curto-circuito e sobrecarga em instalações elétricas industriais. Possui categoria de utilização gL/gG, em cinco tamanhos atendem as correntes nominais de 6 a 1250A. Limitadores de corrente possuem elevada capacidade de interrupção de 120kA em até 500VCA. Com o uso de punhos garantem manuseio seguro na montagem ou substituição dos fusíveis. Dados aos seus valores de energia de fusão e interrupção facilitam a determinação da seletividade e coordenação de proteção.
Construção dos fusíveis NH:
 Os fusíveis NH são constituidos por 2 partes: base e fusível. A base é fabricada de material isolante como a esteatita, plástico ou termofixo. Nela são fixados os contatos em forma de garras, ás quais estão acopladas molas que aumentam a pressão de contato.
 O fusível possui corpo de porcelana de seção retangular. Dentro desse corpo, estão o elo porcelana existem duas facas de metal que se encaixam perfeitamente nas garras da base. O elo fusível é feito de cobre em forma de lâminas vazadas em determinados pontos para reduzir a seção condutora. O elo fusível pode ainda ser fabricado em prata.
Que aspectos devem ser levados em consideração no dimensionamento de um fusível? 
 Tempo de fusão virtual: devem suportar sem fundir o pico de corrente de partida do motor.
·          IFUSIVEL = 1,2 . INOMINAL: deve-se dimensionar para um corrente no mínimo 20% superior a corrente nominal (In) do motor que protege.
·          Quanto ao critério dos contatores e relés: IFUSIVEL <= IFmáx: os fusíveis tem proteger também os contatores e relés de sobrecarga.
Onde são utilizados os fusíveis ultra-rápidos?Para proteção de diodos e tiristores. Na prática, recomendados para retificadores e inversores de frequência.
Quais são as principais características dos fusíveis?
Geralmente de baixo custo.
Operação básica, ou seja, simples.
Não possuem capacidade de realizar manobras, sendo então associados a chaves.
Não tem uma curva tempo x corrente bem definida, mas uma faixa provável de atuação
Não são de operação repetitiva e devem ser trocados após a atuação
15 – Conceitue relé de sobrecarga. Qual é a sua aplicação?
São utilizados para proteger motores e transformadores de possíveis superaquecimentos ocasionados por: sobrecarga mecânica; Tempo de partida muito alto; Rotor bloqueado; Falta de fase (que ocasione sobrecorrente); elevada frequência de manobra; Desvio de tensão e de frequência. 
16 – Quais são as classes de relé de sobrecarga existentes?
Relés Classe 10 – aplicações com tempo de partida inferior a 10 segundos;
Relés Classe 20 – aplicações com tempo de partida inferior a 20 segundos;
Relés Classe 30 – aplicações com tempo de partida inferior a 30 segundos;
17 – Como devem ser dimensionados os relés de sobrecorrente?
Deve ser dimensionado de forma que contenha em sua faixa de ajuste a corrente nominal (In) que circula pelo trecho onde está ligado. Normalmente a corrente pode ser ajustada na faixa de 115 a 125% da nominal.
18 – O que um disjuntor motor e quais são as suas aplicações?
Ao contrário dos fusíveis, apresentam atuação multipolar, evitando a operação desequilibrada nos equipamentos trifásicos, como no caso do fusível, de ocorrer a queima de um único elemento. Oferecem larga margem de escolha de correntes nominais, e em muitos casos podem admitir ajustes nos disparadores, o que, além de ampliar a margem de escolha, simplifica a coordenação com outros dispositivos de proteção. Operação repetitiva, isto é, podem ser religados após terem atuado, sem necessidades de substituição. Sua característica tempo x corrente, além de ajustável em muitos casos, não é afetada por correntes que provocam outros disparos.
19 – Descreva o funcionamento de um contator e suas principais partes.
A partir de um circuito de comando, o contator é um dispositivo de manobra, que pode estabelecer, conduzir e interromper correntes elétricas de um circuito.
O funcionamento padrão dos contatores dá-se da seguinte forma: quando a bobina eletromagnética é energizada, forma-se um campo magnético que se concentra na parte fixa do dispositivo e atrai o núcleo móvel, onde estão localizados os contatos móveis, que, por consequência, também são deslocados. O comando da bobina é feito por meio de uma botoeira com duas posições, que tem seus elementos ligados à bobina. A velocidade de fechamento dos contatos é uma junção da força proveniente da bobina e da força mecânica das molas de separação que atuam em sentido contrário. As molas de compressão são também as responsáveis pela velocidade de abertura do circuito, quando a alimentação da bobina cessa.
20 – O que é categoria de emprego de um contator?
É descrito pela relação de compatibilidade entre o contator e a potência de carga, que ele irá conduzir ou comutar corrente.
21 – Como é definida a vida útil de um contator? Descreva os tipos de carga que os contatores podem acionar.
Pela vida elétrica de seus contatos elétricos, que está associado à intensidade de corrente e pela quantidade de manobras efetuadas numa determinada faixa de tempo.
Cargas essencialmente indutivas: motores elétricos.
Cargas essencialmente resistivas: fornos elétricos e lâmpadas incandescentes.
Cargas essencialmente capacitivas: como as encontradas nos capacitores
22 – Quais são os tipos de carga que podem ser acionados pelo contator?
Todos os tipos de cargas, sem exceção.
23 – Quais são as principais características dos contatores?
É um dispositivo de comando, um tipo de chave liga/desliga, cujos contatos mudam de estado, quando se energiza o CONTATOR. Características:
- Baixo consumo de energia
- Pode ser utilizado como dispositivo de proteção, se for acoplado um dispositivo especifico
- Utilizado como temporizador, composto por um contador de tempo e um ou mais contatos NA e NF “já explicados em outras questões”.
24 – Descreva o relé de tempo com retardo na energização.
Após a energização do Relé, inicia-se a contagem do tempo (T) ajustado, passado este período ocorrerá a comutação dos contatos de saída, os quais são mantidos neste estado até que a alimentação seja interrompida. 
25 – Descreva o funcionamento do relé de tempo estrela-triangulo.
Aplicando-se tensão aos terminais A1-A2, o contato de saída da temporização estrela comuta. Passando o tempo da temporização estrela comuta. Passando o tempo da temporização e selecionado o contato de saída da estrela, ele volta ao seu estado inicial, começando a contagem do tempo fixo de 100 ms que, após ser transcorrido, fecha o contato de saída triangulo.
26 – Qual a função do relé de sequência de fase?
A função do relé de sequência de fase é atuar no caso de inversão de fases, e seu contato de saída não comuta, bloqueando o comando do sistema.
27 – Para que é utilizado o relé de proteção PTC?
Utilizado em motores que usam sondas PTC (Positive Temperature Coeficient), um termistor cuja resistência aumenta bruscamente para um valor definido de temperatura.
28 – Qual a finalidade de usar um relé de falta de fase?
Detecta a falta de uma ou mais fases do neutro e desliga um contato quando a falta ocorre.