Relatório Máquinas Elétricas

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KELVIN MATHAEUS COSTA MATTOS
LABORATÓRIO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS
Relatório de Atividades Práticas
Belém
2017
KELVIN MATHAEUS COSTA MATTOS
LABORATÓRIO DE MÁQUINAS ELÉTRICAS
Relatório de Atividades Práticas
Relatório apresentado como requisito para obtenção de nota na disciplina Máquinas Elétricas I do Curso de Engenharia de Controle e Automação do Instituto Federal do Pará, sob a orientação do Prof. Hercílio Prado de Castro.
Belém
2017
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO..............................................................................................03
2. DESENVOLVIMENTO..................................................................................04
3. CONCLUSÃO...............................................................................................14
4. REFERENCIAS....................................................................................,......15	
1. INTRODUÇÃO
O presente relatório refere-se aos experimentos realizados no período de 10/11/2017 apresentados como requisito avaliativo parcial da disciplina Máquinas Elétricas I, ministrada sob orientação do professor Hercílio Prado de Castro. O principal objetivo desta prática foi entender o funcionamento de motores de corrente contínua (CC), a partir da montagem de duas máquinas, para que assim fosse possível compreender seus aspectos construtivos, e medir seus parâmetros de funcionamento (tensão, corrente, resistência do reostato e velocidade mecânica do rotor). Dessa forma, foram realizados dois ensaios: 1) Ensaio à vazio, 2) Ensaio com carga, de onde foi possível extrair as informações utilizadas neste escrito.
Entende-se que o trabalho é de grande relevância didática, pois apesar da ampla utilização dos motores CA nas aplicações industriais modernas, os motores CC são ainda bastante importantes, dado sua característica de apresentar facilidade na aplicação de técnicas de controle, o que é muito útil para várias aplicações, como: pequenas esteiras, mecanismos de precisão, robótica, etc. Contudo, as máquinas CC apresentam algumas desvantagens, como um alto custo de manutenção, quando comparadas com os motores CA.
2. DESENVOLVIMENTO
ENSAIO N°1: Motor CC derivação com carga constante, variando o campo
Segue abaixo o esquema de ligações do primeiro experimento
Esquema 1
Os instrumentos utilizados neste ensaio foram:
- 01 Motor de Corrente Contínua Derivação com carga acoplada constante
- 01 Reostato de Campo
- 01 Reostato de Partida
- 02 Amperímetros
- 01 Voltímetro
- 01 Tacômetro
Cada um destes equipamentos teve uma função no experimento, e cada um será listado abaixo:
Imagem 1
Motor de Corrente Contínua Derivação com carga acoplada constante: neste tipo de motor, tanto a armadura quanto o enrolamento shunt são ligados com a alimentação. Outra máquina está acoplada ao motor funcionando como carga constante.
Imagem 2
Reostato de campo: é um resistor variável que atua no campo-shunt, ela é utilizada diminuindo o fluxo de maneira com que a velocidade aumente.
Imagem 3
Reostato de partida: é um resistor variável que é ativado desde antes de se ligar o motor para controlar o seu arranque e evitar eventuais prejuízos no começo da operação.
Imagem 4
Amperímetro: instrumento utilizado para medir a intensidade do fluxo elétrico que passa por um condutor.
Imagem 5
Voltímetro: aparelho que mede a tensão de um circuito elétrico.
Imagem 6
Tacômetro: aparelho que mede as rotações de um aparelho, geralmente em RPM (rotações por minuto).
A partir do conhecimento de cada função e necessidade de cada equipamento, pode-se executar as conexões que consistem nos seguintes passos para cada ligação:
Conexões da armadura:
1. Localizar a fonte de tensão localizada no bancada de conexões, e conecta-la ao reostato de partida.
2. Conectar o reostato de campo com a armadura.
3. Conectar a armadura com o amperímetro 01.
4. Conectar o amperímetro 01 com o neutro da conexão.
Conexões de derivação(shunt):
1. Localizar a fonte de tensão e conecta-la com o amperímetro 02.
2. Conectar o amperímetro 02 com o reostato de campo.
3. Conectar o reostato de campo com a conexão shunt no motor.
4. Conectar a ligação shunt ao neutro da fonte.
Assim que todas as conexões estejam feitas, deve-se ainda se ter algumas exigências que são:
- Desinserir totalmente o reostato de campo do motor. (excitação máxima)
- Inserir totalmente o reostato de partida do motor. (tensão rotórica máxima)
Então, depois que todas as conexões e exigências estejam cumpridas, deve-se consultar o responsável pelo equipamento para que haja uma análise e somente após isto, poderá acionar o motor.
Com a aprovação do responsável pelo equipamento se deve seguir os seguintes procedimentos:
1. Energizar a bancada de conexões;
2. Ajustar a tensão usando um voltímetro até que ela esteja em 100 V (voltagem especificada no diagrama);
3. Desenergizar a bancada de conexões;
4. Energizar novamente a bancada, agora com a tensão em 100 V;
5. Registrar o valor da corrente de partida;
6. Desinserir o reostato de partida até que ele esteja em mínima;
7. Inserir o reostato de campo até que se alcance a velocidade nominal do motor (1800 RPM);
8. Registrar valores de corrente entre a velocidade nominal do motor e a velocidade em que o reostato esteja totalmente desinserido;
9. Diminuir a velocidade, desinserindo o reostato de campo, e para cada valor de corrente de campo medir uma velocidade correspondente;
10. Plotar gráfico correspondente a corrente de excitação versus velocidade em rpm.
MEDIDAS DA CORRENTE DE EXCITAÇÃO E VELOCIDADE ROTACIONAL 
	Iexc (A)
	n (rpm)
	0,71
	875
	0,51
	970
	0,41
	1029
	0,22
	1292
	0,19
	1550
	0,14
	1800
	Tab. 1 – Corrente de excitação e velocidade do motor.
 Gráfico 1
ENSAIO N° 2: Motor CC derivação sem carga, variando o campo
Primeiramente, deve-se montar um esquema de ligação, e abaixo vemos um diagrama de conexão do motor derivação que iremos utilizar:
A partir deste diagrama iremos buscar o equipamento que vamos utilizar no experimento, que consiste em:
- 01 Motor de Corrente Contínua Derivação
- 01 Reostato de Campo
- 01 Reostato de Partida
- 02 Amperímetros
- 01 Voltímetro
- 01 Tacômetro
Eventualmente, cada instrumento desses tem uma função a desempenhar na experiência, e cada um será listado abaixo:
Imagem 7
Motor de Corrente Contínua Derivação: neste tipo de motor, tanto a armadura quanto o enrolamento shunt são ligados com a alimentação. 
Imagem 8
Reostato de campo: é um resistor variável que atua no campo-shunt, ela é utilizada diminuindo o fluxo de maneira com que a velocidade aumente.
Imagem 9
Reostato de partida: é um resistor variável que é ativado desde antes de se ligar o motor para controlar o seu arranque e evitar eventuais prejuízos no começo da operação.
Imagem 10
Amperímetro: instrumento utilizado para medir a intensidade do fluxo elétrico que passa por um condutor.
Imagem 11
Voltímetro: aparelho que mede a tensão de um circuito elétrico.
Imagem 12
Tacômetro: aparelho que mede as rotações de um aparelho, geralmente em RPM (rotações por minuto).
A partir do conhecimento de cada função e necessidade de cada equipamento, pode-se executar as conexões que consistem nos seguintes passos para cada ligação:
Conexões da armadura:
1. Localizar a fonte de tensão localizada no bancada de conexões, e conecta-la ao reostato de partida.
2. Conectar o reostato de partida com a armadura.
3. Conectar a armadura com o amperímetro 01.
4. Conectar o amperímetro 01 com o neutro da conexão.
Conexões de derivação (shunt):
1. Localizar a fonte de tensão e conecta-la com o amperímetro 02.
2. Conectar o amperímetro 02 com o reostato de campo.
3. Conectar o reostato de campo com a conexão shunt no motor.
4. Conectar a ligação shunt ao neutro da fonte.
Assim que todas as conexões estejam feitas, deve-se ainda se ter algumas exigências que são:
- Desinserir totalmente o reostato de campo do motor. (excitação máxima)
- Inserir totalmente o reostato de partidado motor. (tensão rotórica máxima)
Então, depois que todas as conexões e exigências estejam cumpridas, deve-se consultar o responsável pelo equipamento para que haja uma análise e somente após isto, poderá acionar o motor.
Com a aprovação do responsável pelo equipamento se deve seguir os seguintes procedimentos:
1. Energizar a bancada de conexões;
2. Variar a tensão até momentos antes do acionamento do motor;
3. Registrar o pico da corrente de partida no exato momento anterior ao movimento do motor;
4. Acionar o motor desinserindo o reostato de partida gradativamente, até que ele esteja em mínima;
5. Registrar a velocidade do motor quando o reostato de campo está em mínima e a tensão esteja em 100 V;
6. Inserir o reostato de campo aumentando a velocidade;
7. Registrar valores de corrente de campo e velocidade de acordo com a inserção do reostato de campo;
8. Calcular os valores do conjugado de acordo com os registros de velocidade;
9. Traçar gráficos correspondentes aos parâmetros:
- Corrente versus velocidade
MEDIDAS DA CORRENTE DE EXCITAÇÃO E VELOCIDADE ROTACIONAL
	Iexc (A)
	n (rpm)
	0,14
	1590
	0,13
	1600
	0,12
	1631
	0,11
	1670
	0,10
	1754
	0,09
	1830
Tab. 2 – Corrente de excitação e velocidade do motor.
 3. CONCLUSÃO
Os ensaios realizados foram essenciais para a prática dos conteúdos teóricos que foram vistos em sala de aula. Além disso, é preciso considerar que a variação de velocidade de máquinas CC é uma situação bastante comum na indústria. Dessa forma, o trabalho proporcionou aos alunos a oportunidade de vivenciar uma situação que possivelmente será encontrada no mercado de trabalho. Além disso, puderam ser colocadas em prática outras habilidades, como trabalho em equipe e capacidade de resolver problemas.
REFERENCIAS
AUTOR. Imagem1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12. Tabela 1, 2. Gráfico 1.
CHAPMAN, Stephen J. Fundamentos de Máquinas Elétricas. 5ª Edição. AMGH Editora, 2013.
Ie (A)	1800	1550	1292	1029	970	875	0.14000000000000001	0.19	0.22	0.4100000000000002	0.51	0.71000000000000041	Velocidade (rpm)
Corrente de excitação (A)
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image1.png
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