Ficha de Exercicios-Asssincr

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<p>Ficha de Exercícios de Máquinas Eléctricas: Motores de</p><p>Indução Trifásicos</p><p>Parte I: Exercícios teóricos</p><p>a) Defina campo girante e suas funções.</p><p>b) Como age o campo girante nos enrolamentos do rotor.</p><p>c) Justifique o nome de máquina assíncrona.</p><p>d) Quais os tipos de rotores usuais nos motores de indução. Explique os seus</p><p>dados construtivos.</p><p>e) Cite duas vantagens do rotor curto-circuitado em relação ao bobinado.</p><p>f) O que são dados de placa? Cite 3 especificações obrigatórias em uma</p><p>máquina eléctrica.</p><p>g) Efectue uma pesquisa sucinta sobre isolação de motores eléctricos.</p><p>h) Pesquise sucintamente sobre regime de serviço em máquinas eléctricas.</p><p>i) Defina enrolamento de armadura e de campo.</p><p>j) O motor de indução de anéis (bobinado) tem algumas vantagens em relação</p><p>ao curto-circuitado?</p><p>k) Uma máquina assíncrona funcionando como motor, qual deve ser a faixa de</p><p>variação do escorregamento?</p><p>l) Por que o motor assíncrono não pode ter rotação síncrona?</p><p>m) Defina escorregamento. Em que máquina eléctrica ele ocorre?</p><p>n) Cite as características de excitações das máquinas assíncronas.</p><p>o) Quais informações são fornecidas num ensaio em vazio de uma máquina</p><p>eléctrica? E no ensaio em curto-circuito?</p><p>Parte I: Exercícios Práticos</p><p>Exercício 1: Um motor de indução trifásico, 8 pólos, está ligado numa instalação</p><p>de 127V, 60 Hz, girando numa condição de carga cujo escorregamento é de</p><p>0,03. Determinar:</p><p>a) Frequência da corrente induzida no rotor (Hz).</p><p>b) Velocidade do rotor (rpm).</p><p>c) Velocidade do campo magnético do rotor em relação ao estator.</p><p>d) Velocidade relativa entre os dois campos girantes.</p><p>Exercício 2: Num determinado motor de indução trifásico de 12 pólos, com rotor</p><p>tipo gaiola, funciona sob 220V, ligação estrela, 60 Hz, com escorregamento de</p><p>5%. A relação de transformação é de 3:1 (N1/N2). Determine:</p><p>a) Velocidade síncrona.</p><p>b) Velocidade a plena carga.</p><p>c) Tensão induzida quando o motor está parado.</p><p>d) Tensão induzida na condição de plena carga.</p><p>Exercício 3: Um motor de indução trifásico, 60 Hz, 8 pólos, girando em vazio à</p><p>867rpm e a plena carga à 825 rpm. Determine a frequência das correntes</p><p>induzidas no rotor e o escorregamento nas condições:</p><p>a) Em vazio</p><p>b) Em plena carga.</p><p>Exercício 4: Um motor de indução trifásico ligado em 50Hz, fornece 989 rpm</p><p>quando ligado em vazio. Numa determinada condição de carga apresenta um</p><p>escorregamento de 5,5%. Determine:</p><p>a) Número de pólos do motor.</p><p>b) Velocidade do campo girante (rad/s).</p><p>c) Rotação do eixo na condição de carga apresentada.</p><p>d) Velocidade do campo girante criado nos enrolamentos do rotor.</p><p>Exercício 7: Adicionando-se carga no eixo de um motor de indução trifásico de</p><p>60 Hz, 6 pólos, obteve-se escorregamento de 2%. Determinar:</p><p>a) Rotação do campo girante.</p><p>b) Rotação do eixo do motor.</p><p>c) Frequência das correntes que circulam no rotor.</p><p>Exercício 8: Certo motor trifásico assíncrono apresenta escorregamento de</p><p>3,5%, em rotação de 1158rpm. Medindo-se a tensão induzida nos enrolamentos</p><p>do rotor obteve-se68V em 2,1Hz. Determine:</p><p>a) Velocidade síncrona.</p><p>b) Número de pólos do motor (f = 60Hz).</p><p>c) Velocidade do campo girante do rotor.</p><p>Exercício 11: Um motor trifásico de 60 Hz, de 6 pólos, consome 48000W</p><p>quando um tacómetro registra em seu eixo 1140rpm. A perda no cobre no</p><p>enrolamento do estator é igual a 1400W. AS perdas no ferro iguais à 1600W e</p><p>as perdas rotacionais 1000W. Nesta situação qual o rendimento desta máquina;</p><p>torque de saída e a percentagem de perdas no cobre em relação à potência</p><p>absorvida?</p><p>Exercício 12: Um motor trifásico tem valores nominais iguais à:</p><p>460V; 25CV; 60 Hz; 4 pólos; ligação estrela e possui as seguintes impedâncias</p><p>por fase referidas ao circuito do estator:</p><p>R1 = 0,691 Ω; R’2 = 0,332 Ω; X1 = 1,106 Ω; X’2 = 0,969 Ω; Rp = 130 Ω; Xm=</p><p>15 Ω.</p><p>Sabe-se que as perdas rotacionais são de 1000W, para um escorregamento de</p><p>2,2% e sob tensão e frequência nominais, determine:</p><p>a) Velocidade síncrona e a velocidade no eixo em rpm</p><p>b) Corrente de entrada</p><p>c) Factor de potência.</p><p>d) Potência de saída em (W) e (CV).</p><p>e) Torque de saída.</p><p>f) Rendimento.</p><p>Exercício 13: Um motor MI trifásico de 50 HP, funciona em 480V, quando</p><p>consome 60 [A] com factor de potência 0,85 em atraso. As perdas do cobre no</p><p>estator valem 2000W e ado rotor 700W. As perdas no núcleo valem 1800W e</p><p>as rotacionais iguais a 600W.</p><p>Determinar:</p><p>a) Potência no entreferro.</p><p>b) Potência de conversão.</p><p>c) Potência de saída.</p><p>d) Rendimento do motor.</p><p>Exercício 14: Um motor de indução trifásico de 10HP, 220V, 60Hz, 4 pólos,</p><p>possui a seguinte distribuição de perdas, expressas em percentagem da</p><p>potência útil, quando funciona à plena carga.</p><p>. Perda no cobre do estator = 3,9%</p><p>. Perda no ferro = 3,1 %</p><p>. Perda no cobre no rotor = 3,8%</p><p>. Perdas mecânicas = 4 %.</p><p>Determinar a velocidade e o rendimento do motor à plena carga.</p><p>Exercício 15: Um motor trifásico de indução, 10 CV, 220V, 60Hz, ligação em</p><p>delta, absorve em vazio 760W, com factor de potência 0,2 girando em 1780rpm.</p><p>Em determinada condição de carga absorve da linha 30 [A], com factor de</p><p>potência 0,7,girando a 1710rpm.</p><p>Sabe-se ainda que a perda por atrito e ventilação vale 200W e a resistência</p><p>ôhmica do estator medida entre dois terminais vale 0,4 ohms.</p><p>Pede-se:</p><p>a) Perda no ferro do estator.</p><p>b) Perda no cobre do rotor na condição de carga dada.</p><p>c) A potência mecânica na condição de carga dada.</p><p>d) Rendimento.</p><p>Exercício 16: Um motor de indução de 4 pólos, trifásico, é alimentado por uma</p><p>rede de60Hz, e trabalha com uma carga com 3% de escorregamento.</p><p>Determinar:</p><p>a) Velocidade do rotor em rpm.</p><p>b) Frequência da corrente do rotor em Hz.</p><p>c) Velocidade do campo magnético do rotor em relação à carcaça do estator.</p><p>d) Velocidade relativa entre os dois campos girantes.</p><p>Exercício 17: Um motor de indução trifásico, 60Hz, 6 pólos, consome 48000W</p><p>a1140rpm. A perda no cobre do estator é de 1400We a perda no núcleo é de</p><p>1600W. Se a perda mecânica rotacional é de 1000W, calcular o rendimento.</p><p>Exercício 18: Um motor de indução de 400V, 60Hz, trifásico, ligação estrela,</p><p>4pólos,possui os seguintes parâmetros:</p><p>R1 = 0,2 Ω ; r’2 = 0,1 Ω ; x1 = 0,5Ω ; x’2 = 0,2 Ω ; xm = 20 Ω ;</p><p>Perdas rotacionais = 1% Psaída</p><p>Sabendo que as perdas totais no ferro são 800W, a 1755 rpm, calcular:</p><p>a) Corrente absorvida.</p><p>b) Potência de entrada.</p><p>c) Potência de saída</p><p>d) Conjugado de saída.</p><p>e) Rendimento</p><p>Exercício 19: Um motor de indução trifásico de anéis possui os seguintes dados</p><p>nominais:220V / 60Hz / 3HP de potência mecânica (1HP = 746W) / 1710 rpm. O</p><p>enrolamento doestator está conectado em ligação triângulo.</p><p>a) Quantos pólos possui este motor e qual a sua rotação síncrona</p><p>Exercício 20: Um motor de indução de gaiola (trifásico), ligação triângulo, 5 HP</p><p>(1HP =746W); 220 V; 60 Hz; 8 pólos; apresenta um escorregamento nominal de</p><p>5%. Determinar: A rotação (em rpm); o conjugado; e a corrente nominal.</p><p>Suponha que o rendimento e o factor de potência sejam iguais a 90%.</p><p>Exercício 21: Um motor de indução trifásico, numa determinada velocidade,</p><p>possui as seguintes perdas: perda no cobre do estator 2900W; perdas</p><p>rotacionais de 1850W; perdas magnéticas de 1650W. O mesmo funciona em 60</p><p>Hz e possui 4 pólos.</p><p>A potência consumida pelo rotor é de 108000W e a frequência das correntes</p><p>rotóricas é de 3Hz. Calcular:</p><p>a) Potência de saída do motor.</p><p>b) Rendimento.</p><p>c) Velocidade do rotor .</p><p>d) Perdas no cobre do rotor.</p><p>Exercício 22: Um motor de indução trifásico, ligado em estrela, 220 V, 60 Hz, 6</p><p>pólos, apresenta os seguintes parâmetros referidos ao estator:</p><p>R1 = 0,2 Ω ; R’2 = 0,15 Ω ; X1 = 0,3 Ω ; X’2 = 0,2 Ω ; Xm = 15Ω .</p><p>As perdas rotacionais somam 300W e do ferro totalizam 980 W, independente</p><p>da carga. Supondo que o funcionamento está sob</p><p>um escorregamento de 3%,</p><p>determine:</p><p>a) velocidade do rotor.</p><p>b) Conjugado.</p><p>c) Corrente no estator.</p><p>d) Factor de potência.</p><p>e) Rendimento.</p><p>Exercício 23: Testes efectuados num motor assíncrono, trifásico ligação</p><p>estrela, 380V,60Hz, indicam os seguintes parâmetros por fase:</p><p>r1 = 0,2 Ω ; r’2 = 0,1 Ω ; x1 = 0,5 Ω ; x’2 = 0,2 Ω ; xm = 20Ω</p><p>As perdas Foucault mais histerese somam 700W e as perdas rotacionais iguais</p><p>a 480Wquando a rotação é de 1740 rpm e o escorregamento de 3,3%.</p><p>Determine:</p><p>a) corrente de absorvida na entrada.</p><p>b) Potência eléctrica de entrada.</p><p>c) Potência mecânica de saída.</p><p>d) Conjugado de saída.</p><p>e) Rendimento.</p><p>Exercício 24: Um motor de indução trifásico, 20 HP, 400V, 60Hz, 4 pólos,</p><p>desenvolve plena carga com escorregamento de 5%. Sabe-se que as perdas</p><p>rotacionais são iguais a400W. Determinar:</p><p>a) o conjugado electromagnético.</p><p>b) o conjugado no eixo</p><p>c) A perda no cobre no rotor.</p>