Atividade Pratica - Maquinas Eletricas1

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1) Em uma situação prática a única forma de medir diretamente a relação de transformação de um transformador é medir diretamente a tensão da fonte de alimentação, e a tensão aplicada sobre a carga. Entretanto, esta relação de transformação pode ser determinada a partir do conhecimento de dados de ensaios realizados no transformador. considere, que são dados de ensaio de um transformador monofásico de 1100VA, 220/110V, temperatura de trabalho referente a classe de isolamento B (130ºC):
Colocando este transformador em operação como abaixador de tensão e alimentando carga nominal indutiva, cujo ângulo é igual ao ângulo interno do transformador, determine. Fonte: SOBRINHO, A. I. B, Apostila de Transformadores Monofásicos.
a) O rendimento do transformador na temperatura de regime. 92,54%
b) A relação de transformação prática para carga com tensão nominal. 2,093 ou 12,2 
2) São dados de placa de um transformador monofásico: 15kVA, 13800/220V, 2,5% a 75ºC. Se o ângulo interno do transformador é 51º e o transformador tem enrolamentos de cobre, calcule o valor da tensão a ser aplicada no ensaio a plena carga a uma temperatura de 20ºC, sabendo que a corrente medida foi de 1,1A. (SOBRINHO, A. I. B, Apostila de Transformadores Monofásicos) 349,14 ou 325,98V
3) Os terminais de alta tensão de um banco de transformadores monofásicos estão ligados a um sistema trifásico de três fios, tensão de 13800 V. Os terminais da baixa tensão deste banco estão ligados a uma subestação de 1500 kVA por uma linha, também de três fios e tensão de 2300 V. Especificar os valores das tensões e das correntes de linha e de fase, em ambos os lados e cada um dos transformadores monofásicos do banco, diante das seguintes combinações de ligações nele adotadas:
Enrolamentos de alta tensão ligados em Y e de baixa tensão ligados em Δ.
a) Tensão de linha do lado de alta tensão, VL,AT. 13800
b) Tensão de fase do lado de alta tensão, VF,AT.7967,43
c) Corrente de linha do lado de alta tensão, IL,AT. 108,7
d) Corrente de fase do lado de alta tensão, IF,AT.108,7
e) Tensão de linha do lado de baixa tensão, VL,BT.2300
f) Tensão de fase do lado de baixa tensão, VF,BT.2300
g) Corrente de linha do lado de baixa tensão, IL,BT.652,17
h) Corrente de fase do lado de baixa tensão, IF,BT. 376,58
Enrolamentos de alta tensão ligados em Δ e de baixa tensão ligados em Y.
i) Tensão de linha do lado de alta tensão, VL,AT. 13800
j) Tensão de fase do lado de alta tensão, VF,AT.13800
k) Corrente de linha do lado de alta tensão, IL,AT. 108,7
l) Corrente de fase do lado de alta tensão, IF,AT. 62,76
m) Tensão de linha do lado de baixa tensão, VL,BT.2800
n) Tensão de fase do lado de baixa tensão, VF,BT. 1327
o) Corrente de linha do lado de baixa tensão, IL,BT. 652,17
p) Corrente de fase do lado de baixa tensão, IF,BT. 652,17
4) Em sistemas de potência, a tensão gerada tem seu valor elevado para a interligação com o sistema elétrico, transmitida em tensões maiores do que as geradas, e posteriormente rebaixadas para o uso dos consumidores. Entretanto, entre a elevação e o rebaixamento da tensão, pode haver grandes consumidores que devem ser atendidos em alta tensão. Um exemplo disso é o circuito da figura a seguir onde a carga B possui uma potência de 6 MVA, com fator de potência de 0,85 indutivo, a carga C possui uma potência de 7,3 MVA, com fator de potência de 0,90 indutivo, e a carga A possui uma potência de 3,5 MVA, com fator de potência de 0,97 indutivo.
Com base nestas informações, determine o valor da corrente de linha fornecida pelo gerador. 458A
5) Um motor de indução trifásico, de 12 polos, 60 Hz, 2200 V, gira em vazio com a tensão e frequência nominais, e solicita uma corrente de 20 A e uma potência de entrada de 14kW. O estator está conectado em Y e sua resistência é de 0,4 Ω. A resistência do rotor, r2’, é 0,2 Ω por fase. Também, x1 + x2’ = 2,0 Ω por fase. O motor fira com um escorregamento de 2% quando está entregando potência a carga.  (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994). Para esta condição, determine. 
a) O torque desenvolvido no rotor. 6867,47
b) O módulo da corrente da rede. 128,6A 0,94
6) O circuito equivalente de um motor de indução trifásico pode ser utilizado para determinar características de operação do motor. Conhecendo o valor dos parâmetros do circuito equivalente, é possível determinar a corrente absorvida da fonte e o fator de potência da entrada, e também o rendimento do motor, com o auxílio do conhecimento dos valores das potências internas. Com base neste contexto, considere um motor de indução, conectado em Y, de seis polos, 15 HP, 220 V, 60 Hz, que possui os seguintes parâmetros, por fase: r1 = 0,128 Ω, r2’ = 0,0935 Ω, x1 + x2’ = 0,496 Ω, rc = 183 Ω e xc = 8 Ω. As perdas rotacionais são iguais as perdas no núcleo do estator. (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994). Para um escorregamento de 3% determine:
a) O fator de potência da entrada. 0,876
b) A potência de saída em HP. 15HP
7) Considere que as características representadas na figura a seguir aplicam-se a um gerador síncrono de polos salientes, trifásico, conectado em Y, 220 V, 15 kVA, é empregado para fornecer potência, na tensão nominal, a uma carga com fator de potência unitário.
Por meio de um teste de escorregamento, a reatância síncrona de eixo direto é determinada como sendo 5 Ω e a reatância de eixo em quadratura, 2,92 Ω. (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994).
Pelo método geral para máquinas síncronas de polos salientes, calcule o valor aproximado da corrente de campo para que se tenha tensão nominal sobre a carga. 5,65A ou 5,36
8) Um gerador síncrono de polos lisos, trifásico conectado em Y, 14000V, 40000kVA, tem resistência de armadura desprezível e uma reatância de dispersão de 0,1 ΩΩ por fase. Outros dados pertinentes são os seguintes.
Característica de curto-circuito: Ia = 7If 
Linha do entreferro, em volts por fase: E = 33If
Característica de circuito aberto, por fase: E = 21300If / (430+If)
A equação para característica de circuito aberto não é válida para valores de If próximos da origem. Para uma tensão terminal constante de 14000V de linha, calcule a variação do módulo da corrente de campo, de em vazio a plena carga, para uma carga com fator de potência de 0,8 indutivo. Use o método geral de análise não-linear (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994). Recomenda-se utilizar três casas decimais nos cálculos. 189,77A e 0,1ohm por fase37,433ª 	 
9) O motor de corrente contínua série nunca deve ser energizado com tensão nominal sem carga aplicada ao eixo. Isso porque o fluxo magnético gerado no enrolamento de campo série é muito pequeno, o que fará com que a armadura do motor atinja velocidades muito acima da nominal. Sendo assim, considere um motor série de 200 HP, 550 V, 450 rpm solicita uma corrente da rede de 295 A, para saída nominal. As resistências dos enrolamentos de armadura e de campo série são de 0,07 Ω e 0,05 Ω, respectivamente. (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994).
Determine a velocidade e o torque, quando a carga muda de forma a solicitar uma corrente de 180 A. T=0,610Nm / n’=791,44rpm
10) Um motor em derivação de 5 HP, 113 V, 1150 rpm, tem uma resistência de armadura de 0,2 Ω. Quando entregando potência nominal, o motor solicita da rede uma corrente de 40 A. O enrolamento de campo tem uma resistência de 65 Ω. Desprezando o efeito da desmagnetização da força magneto matriz da armadura, determine a velocidade do motor, quando o motor desenvolve um torque de 15 Nm. (DEL TORO, Vincent. Fundamentos de Máquinas Elétricas, 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 1994). n=1196rpm