Estados Unidos

PRATICA DE MAQUINA ELECTRICAS IV DE CD

  • INTRODUÇÃO E PARTES PRINCIPAIS.

  • GERADOR COM EXCITAÇÃO INDEPENDENTE.

  • GERADOR EM DERIVAÇÃO CC COM AUTOEXCITACION

  • GERADOR COMPOSTO CC

  • GERADOR SÉRIE DE CD

  • MOTOR DE CD

  • MOTOR DE CD EM DERIVAÇÃO

  • MOTOR DE CD COMPOSTO

  • MOTOR DE CD COMPOSTO CUMULATIVO E DIFERENCIAL.

  • PARTES DO GERADOR

  • Carcaza vão alojados os núcleos.

  • Tampas posterior e anterior, escovas e portaescobillas.

  • Devanado série, shunt (derivação)

  • Devanado composto no mesmo núcleo vai sobrepuesto o devanado em série.

  • Devanado em conmutación ou interpolo de poucas voltas.

  • Armadura ou rotor devanado (induzido) ranhuras do núcleo, comutador ou agregador, o conjunto de delgas ou segmentos.

  • Os devanados de armadura podem ser de: um circuito ou dois e três circuitos, o número de voltas vai de acordo à potência, voltagem e corrente consumida.

    O número de ranhuras e o devanado deve ser o mesmo com o número de delgas: o devanado pode ser ligado às delgas em conexão série, paralelas ou imbricados pode ser progressivo ou regresivo.

    Motoristas que se empregam para os devanados das diferentes aplicações de um gerador ou motor de CC.

  • Desenho redondo, quadrado ou retangular.- Alumínio, Cobre em alguns cursos usam-se motoristas de Ferroniquelina ou liga de Prata e Níquel.

  • O GERADOR COM EXCITAÇÃO INDEPENDENTE

    Experimento 10

    OBJETIVOS

  • Estudar as propriedades do gerador de CC em derivação com excitação independente, em condições de vacio e plena carga

  • Obter a curva de saturação do gerador

  • Obter a curva de tensão de armadura em função da intensidade de corrente de armadura do gerador.

  • RESUMO TEORICO

    Uma máquina de CC pode funcionar já seja como motor ou como gerador. O motor converte a potência elétrica em potencial mecânica enquanto o gerador transforma a potência mecânica em elétrica portanto o gerador deve ser impulsionado mecanicamente a fim de que produza eletricidade.

    Já que o campo é um electroimán, uma intensidade de corrente deve fluir através do para produzir um campo magnético, esta intensidade de corrente conhece-se como intensidade de corrente de excitação e pode ser fornecido ao devanado do campo em duas formas: pode provir de uma fonte externa independente de CC em cujo caso o gerador se classifica como gerador com excitação independente, ou bem pode provir da própria saída do gerador em cujo caso se denomina gerador com autoexcitación.

    Suponha que o campo em derivação se excita por médio de uma corrente direta. Estabelecendo-se assim um fluxo magnético no gerador. Se aplica-se um esforço mecânico ao eixo, o rotor (ou mas corretamente, a armadura) girasse e as bobinas da armadura cortassem o fluxo magnético induzindo-se nelas uma tensão. Esta tensão é de CA e para obter a CC do gerador deverá ser utilizado um rectificador. Com este fim utiliza-se o comutador e as escovas.

    A tensão induzida nas bobinas (e portanto, a tensão de CC nas escovas) depende exclusivamente de duas coisas, a velocidade de rotação e a intensidade do campo magnético. Se a velocidade duplica-se a tensão se duplicará também. Se a intensidade do campo incrementa-se em um 20 %, a tensão incrementa-se na mesma proporção.

    Embora uma excitação independente requer uma fonte de alimentação de CC também independente, é util nos casos em que o gerador deva responder rapidamente e com precisão a uma fonte de controle externo ou bem quando a tensão de saída deva variar em uma categoria ampla.

    Se não se tem uma carga elétrica conectada ao gerador não fluirá corrente, só terá tensão na saída, em mudança, se se liga uma resistência de carga à saída, a corrente flui e o gerador começará a fornecer potência elétrica à carga.

    Então maquina-a que impulsiona o gerador deve fornecer uma potência mecânica adicional, devido a isso com frequência se observa um incremento no ruído e a vibração de motor e do gerador junto de uma queda na velocidade.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fonte de alimentação

    FA-5002

    Instrumentos de medição

    MEU-5015

    Amperímetros de CA

    MEU-5014

    Gerador/Motor de CC

    ME-5003

    Gerador/Motor Sincrono

    ME-5010

    Resistências

    MC-5020

    Cabos de conexão

    WIR-5029

    Banda

    BD-5030

    PROCEDIMENTOS

    CARATERÍSTICAS EM VACIO

  • Como se requer uma velocidade de funcionamento, se usará o motor sincrono para impulsionar mecanicamente ao gerador de CC. Liga o circuito que se ilustra na figura 10-1, utilizando a fonte de alimentação, medição de CA e motor sincrono.

  • Não aplique potência por agora.

  • Os terminais A, B e C da fonte de alimentação fornecem a potência trifásica fixa aos três devanados do estator, os terminais (+) e (-) da fonte de alimentação fornecem a potência fixa de CC para o devanado do rotor. Ajuste a perilla de controle do reostato à posição apropriada para uma excitação normal.

  • Ligue o circuito que aparece na figura 10-2. Gerador/Motor e de medição de CC.

  • Ligue o campo em derivação do gerador, terminais (5) e (6) à saída variável de CC da fonte de alimentação. Terminais (+) e (-) enquanto o medidor de 500 mA, liga-se em série com o cabo positivo.

  • Ligue o medidor de 200 VCC à saída do gerador (terminais 1 e 2 da armadura)

  • Acople o motor sincrono e o gerador de CC por médio da banda.

  • Cerciorese de que as escovas estão na posição neutra.

  • Pidale ao instrutor ou ao maestro que revise seu circuito.

  • Ligue a fonte de alimentação. O motor

  • Faça variar a intensidade de corrente de campo em derivação IF, fazendo girar a perilla de controle de tensão da fonte de alimentação. Observe o efeito na saída do gerador (Tensão de armadura VAI segundo indica-o o medidor de 200 VCC).

  • Meça e anote na tabela 10-1 a tensão de armadura VAI para a cada uma das intensidades de correntes de campo que aparecem nela.

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • Pode explicar porque tem-se uma tensão de armadura apesar de que a intensidade de corrente de campo seja zero?

  • IF (miliamperes)

    VA (volts).

    0

    14.3

    50

    76.2

    100

    113.7

    150

    93.9

    200

    124.3

    250

    105.4

    300

    122.3

    350

    111

    400

    124.5

  • Invista a polaridad do campo em derivação trocando os cabos aos terminais 5 e 6 do gerador de CC

  • Ligue a fonte de alimentação e ajuste a intensidade de corrente de campo IF a 300 mA CC

  • Investiu-se a tensão de armadura?

  • Se

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação

  • Troque os cabos de medidor de 200 VCC

  • Ligue a fonte de alimentação e ajuste a intensidade de corrente de campo IF a 300 mA CC

  • Meça e anote a tensão de armadura

  • VAI = 90.8 VCC

  • Tem aproximadamente o mesmo valor a tensão de armadura e o que se obteve no procedimento (4) (a uma IF a 300 mA CC) exceto que suas polaridades são inversas?

  • Não

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação

  • Invista a rotação do motor propulsor trocando dois das conexões do estator (terminais 1, 2 ou 3) que vão ao motor sincrono

  • Ligue a fonte de alimentação e ajuste a intensidade de corrente de campo a 300 mA CC

  • Investiu-se a polaridad da tensão de armadura?

  • Arrojo uma voltagem de 53.1 volts , reduziu-se a voltagem

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação

  • Troque os cabos do medidor de 200 VCC

  • Ligue a fonte de alimentação e ajuste a intensidade de corrente de campo IF a 300 mA CC

  • Meça e anote a tensão de armadura

  • VAI = 53.5 VCC

  • Têm aproximadamente o mesmo valor a tensão de armadura e o do procedimento (4) (a uma IF de 300 mA CC) exceto que suas polaridades são inversas? Se

  • Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação.

  • CARATERÍSTICAS DE CARGA

  • Ligue o circuito que se ilustra na figura 10-3 utilizando a resistência. Coloque os interruptores de resistência de tal modo que a resistência total de carga seja 120 ohmios (consulte a tabela 1 que aparece ao princípio do manual)

  • Ligue a fonte de alimentação. O motor sincrono deve começar a girar.

  • Ajuste a corrente de campo de derivação IF até que o gerador forneça uma tensão de saída de 120 VCC. O amperímetro IA deve indicar 1 amperio CC

  • Anote a intensidade de corrente do campo em derivação IF

  • IF = mA

    Esta na IF nominal à potência nominal de saída (120 V * 1 A = 120 W) do gerador de CC.

  • Ajuste a resistência de carga tantas vezes como se requeiram para obter a cada um dos valores que aparecem na tabela 10-2, enquanto mantenha o valor nominal IF que encontrou no procedimento (10)

  • Meça e anote VAI e IA para a cada um dos valores de resistência indicados na tabela.

  • Nota: embora o valor nominal da intensidade de corrente de saída do gerador é 1 ACD pode ser carregado até 1.5 ACC (50% de sobrecarga) sem daná-lo.

    RL

    (Ohmios)

    IA

    (amperios)

    VA

    (volts)

    POTÊNCIA

    (watts)

    "

    120

    660

    0.18

    116.9

    21.04

    330

    0.56

    113.8

    63.728

    264

    0.44

    112.2

    49.368

    165

    0.68

    107.8

    73.304

    120

    0.91

    103.3

    94.003

    101.53

    1.05

    100.5

    105.525

    82.5

    1.24

    96.2

    119.288

    73.3

    1.35

    93.5

    126.225

    TABELA 10-2

  • Com a resistência de carga ajustada a uma intensidade de corrente de saída 1 A de 1.5 A, ligue e desligue a intensidade de corrente de campo IF mediante o cabo de conexão do terminal 6 do gerador de CC.

  • Nota que o motor propulsor funciona com maior dificuldade quando o gerador entrega potência à carga? Sim

  • reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação

  • calcule e anote a potência para a cada um dos valores indicados na tabela 10-2.

  • Ligue em curto-circuito total a armadura (Terminais 1 e 2)

  • Verifique a posição da perilla do controle de tensão na fonte de alimentação. Deve ser tal que se obtenha uma intensidade de corrente de campo igual a zero.

  • Ligue a fonte de alimentação

  • Incremente gradualmente a intensidade de corrente de campo IF até que o motor se pare. Advertência não deixe o motor nesta condição durante mas de dois segundos

  • Qual é o valor da intensidade de corrente dfe campo em derivação IF que se requer para parar o motor?

  • IF = mA

  • Desligue a fonte de alimentação.

  • Nota: com um curto circuito na armadura, a corrente neste aumenta muito, o qual produz um efeito de freado tão forte que se parasse o motor.

    PROVA

  • Indique duas formas em que pode ser mudado a polaridad de saída de um gerador de CC em derivação.

  • Se um gerador de CC fornece 180 W a uma craga. Qual é o valor mínimo dos HP necessários para impulsionar este gerador (supondo uma eficiência de 100%)?

  • Na grafica da figura 10-4 desenhe a curva caraterística de VAI em função de IF do gerador de CC em derivação. Utilize os dados da tabela 10-1 observe que a caraterística “se dobra” ao aumentar a intensidade de corrente de campo Pode explicar porque acontece isto?

  • Fig. 10-4

  • Na figura 10-5 trace a grafica da caraterística de carga VAI em função de IA use os dados obtidos na tabela 10-2

  • Fig 10-5

    O GERADOR EM DERIVAÇÃO DE CC COM AUTOEXCITACIÓN

    Experimento 11

    OBJETIVOS

  • Estudar as propriedades do gerador de CD em derivação com autoexcitación em condições de vazio e plena carga.

  • Aprender como se liga o gerador autoexcitable.

  • Obter a curva de tensão de armadura em função da intensidade de corrente de armadura do gerador.

  • RESUMO TEORICO

    O gerador com excitação independente tem muitas aplicações, no entanto possui a desvantagem de que se requer uma fonte de alimentação independente de corrente direta, para excitar o campo em derivação isto é caro e em ocasiões inconveniente, pelo que o gerador de CD autoexcitable é com frequência mas apropriado.

    Em um gerador com autoexcitación, o devanado de campo liga-se à saída do gerador, pode-se-lhe ligar diretamente à saída, em série com esta ou bem, usando uma combinação de ambas conexões. A forma em que o campo se ligue (derivação série, composta) determina muitas das caraterísticas do gerador.

    Todos os geradores antes citados têm a mesma construção, a autoexcitación é possível devido ao magnetismo restante das partes dos pólos do estator. Quando gira a armadura se induze/induz uma pequena tensão em suas devanados, quando o devanado de campo se liga em paralelo( em derivação) com a armadura, se terá o fluxo de uma pequena intensidade de corrente de campo. Se esta pequena intensidade de corrente de campo flui em sentido adequado, o magnetismo restante reforça-se, o qual aumenta mas ainda uma tensão de armadura e portanto, se produz um rápido acréscimo de tensão.

    Se a intensidade de corrente de campo não flui no sentido adequado, o magnetismo restante se reduz e não se gerará tensão, neste caso, a situação se corrige trocando simplesmente os terminais do campo em derivação.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fonte de alimentação

    FA-5002

    Instrumentos de medição

    MEU-5015

    Amperímetros de CA

    MEU-5014

    Gerador/Motor de CC

    ME-5003

    Gerador/Motor Sincrono

    ME-5010

    Resistências

    MC-5020

    Cabos de conexão

    WIR-5029

    Banda

    BD-5030

    PROCEDIMENTOS

  • O motor sincrono é o adequado para impulsionar o gerador de CD devido a sua velocidade constante de operação, ligue o circuito que aparece na figura 11-1 usando a fonte de alimentação, medição de CD e motor sincrono. Não aplique potência por agora.

  • Os terminais A, B e C da fonte de alimentação fornecem a potência trifásica fixa para os devanados do estator. Os terminais (+) e (-) da fonte de alimentação produzem a potência fixa de CD para o devanado do rotor.

  • Ajuste a perilla de controle do reostato a sua posição correta para uma excitação normal.

  • ligue o circuito da figura 11-2 usando o gerador/motor de CD. Medição de CD e resistência.

  • Acople o motor sincrono e o gerador de CD por médio da banda.

  • Faça girar a perilla de controle do reostato de campo do gerador de CD no sentido das manecillas do relógio até a posição correta para obter uma resistência minima.

  • Asegurese de que as escovas estejam na posição neutra.

  • Coloque os interruptores de resistência para obter a condição de vacio (todos os interruptores abertos)

  • Ligue a fonte de alimentação. O motor sincrono deve começar a girar.

  • Observe se a tensão VAI incrementa-se.

  • Se não, desligue a fonte de alimentação e troque os cabos do campo em derivação, nos terminais 5 e 6.

  • Meça a tensão de armadura com o circuito aberto.

  • VAI = VCD.

  • Faça girar o reostato de campo e observe que passa com a tensão de armadura VAI.

  • Vária? Explique porque:

  • Coloque os interruptores de resistência, em tal forma que a resistência total de carga seja de 120 ohmios, ajuste o reostato de campo até que o gerador de uma tensão de saída de 120 VCD. O amperímetro IA deve indicar 1 ACD.

  • Este é o ajuste correto do controle do reostato de campo para a potência nominal de saída (120 x 1 A = 120 W) do gerador de CD. Não toque o controle do reostato de campo durante o resto do experimento.

  • Ajuste a resistência de carga as vezes que se requeiram para obter a cada um dos valores anotados na tabela 11-1

  • Meça e anote VAI e IA para a cada valor de resistência que aparece na tabela.

  • Nota: embora o valor nominal da intensidade de corrente de saída do gerador é 1 ACD pode ser carregado até 1.5 ACD (50% de sobrecarga) sem daná-lo.

  • Desligue a fonte de alimentação.

  • c) Calcule e anote a potência correspondente à cada resistência indicada na tabela 11-1

  • Invista a rotação do motor propulsor trocando dois dos três cabos de conexão do estator (terminais A, B ou C) que vão ao motor sincrono.

  • Elimine a carga do gerador abrindo todos os interruptores de resistência

  • Ligue a fonte de alimentação.

  • Aumento a tensão do gerador? Explique porque

  • desligue a fonte de alimentação.

  • R+

    (Ohmios)

    IA

    (amperios)

    EA

    (volts)

    POTÊNCIA

    (watts)

    "

    127

    660

    0.19

    123.2

    23.408

    330

    0.37

    118.6

    43.882

    188.57

    0.62

    111.7

    69.254

    146.66

    0.78

    107.5

    83.85

    120

    0.91

    103.4

    94.094

    101.53

    1.04

    99.6

    103.98

    82.5

    1.21

    94

    113.74

    73.3

    1.31

    90.6

    118.686

    TABELA 11-1

    Desenhe a curva de regulação de tensão VAI em função de IA. Na grafica que aparece na figura 11-3.

    O GERADOR COMPOSTO DE CD

    Experimento 12

    OBJETIVOS

  • Estudar as propriedades dos geradores compostos de CD em condições de vacio e plena carga.

  • Aprender como se ligam os geradores composto e diferencial composto.

  • Obter as curvas de tensão de armadura em função da intensidade de corrente de armadura, em ambos tipos degeneradores.

  • RESUMO TEORICO.

    Os geradores em derivação autoexcitables têm a desvantagem de que as variações em sua intensidade de corrente de carga, ao passar da condição de vazio à plena carga, também fazem variar sua tensão de saída. O elevado valor de sua regulação de tensão deve-se a três fatores:

  • A intensidade do campo magnético diminui ao cair a tensão de armadura, o que reduz mas ainda a intensidade de dito campo e isto, a sua vez reduz tensão de armadura, etc.

  • A queda de tensão na armadura (caída R I2 na armadura) ao passar de esvaziou a plena carga.

  • A velocidade de operação do motor propulsor pode diminuir com a carga. (isto se refere designadamente às máquinas de combustão interna nos motores de indução)

  • Os dois devanados de campo (em derivação e em série) dos geradores compostos, ligam-se de tal maneira que seus campos magnéticos se reforçam entre se. Por conseguinte, quando aumenta a corrente de carga, diminui a intensidade de corrente que passa pelo devanado de campo em derivação e portanto se reduz a intensidade de campo magnético. Não obstante, se faz-se passar pelo devanado do campo série a intensidade de corrente de carga que tenha o mesmo incremento, então aumentará a intensidade do campo magnético. Se tem-se o número apropriado de voltas no devanado série, o incremento obtido na intensidade magnética compensará a redução produzida pelo devanado em derivação, a intensidade do campo magnético decorrente permanecerá quase invariável e se terá uma mudança muito pequena na tensão de saída quando a carga vária a plena carga.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fonte de alimentação

    FA-5002

    Instrumentos de medição

    MEU-5015

    Amperímetros de CA

    MEU-5014

    Gerador/Motor de CC

    ME-5003

    Gerador/Motor Sincrono

    ME-5010

    Resistências

    MC-5020

    Cabos de conexão

    WIR-5029

    Banda

    BD-5030

    Fig. 12-1

    PROCEDIMENTOS

  • Usasse-se o motor sincrono para impulsionar mecanicamente ao gerador de CD devido a sua velocidade constante de funcionamento. Ligue o circuito ilustrado na figura 12-1, utilizando a fonte de alimentação, medição de CA e motor sincrono.

  • Os terminais A, B e C da fonte de alimentação fornecem a potência trifásica fixa para os três devanados do estator. Os terminais (+) e (-) da fonte de alimentação fornecem a potência fixa em CD para o devanado do rotor. Ajuste a perilla de controle do reostato à posição apropriada para uma excitação normal.

  • Ligue o circuito da figura 12-2, utilizando o gerador/motor de CD, medição de CD e resistências.

  • Acople o motor sincrono e o motor de CD por médio da banda.

  • Faça girar a perilla de controle do reostato de campo do gerador de CD no sentido das manecillas do relógio, até a posição correta para obter uma resistência mínima.

  • Cerciórese de que as escovas estejam na posição neutra.

  • Coloque os interruptores de resistência na condição de esvaziou

  • Ligue a fonte de alimentação. O motor sincrono deve começar a girar.

  • Observe se aumenta a tensão VAI Não

  • Se não é assim, desligue a fonte de energia e troque duas dos três cabos de conexão do estator que vão ao motor sincrono.

  • Meça a tensão de armadura de circuito aberto.

  • VAI = 55.6 VCD

  • Faça variar o reostato de campo e observe a tensão de armadura Vária? Explique por que:

  • Ajuste o reostato de campo a uma tensão de saída VAI de 120 VCD para condição de esvaziou.

  • Não toque a perilla de controle de reostato de campo no que fica deste experiemento.

    Ajuste a resistência de carga as vezes que se requeiram para obter a cada um dos valores que aparecem na tabela 12-1

  • Meça e anote VAI e IA correspondentes à cada valor de resistência indicado na tabela.

  • Desligue a fonte de alimentação.

  • R+

    (Ohmios)

    IA

    (amperios)

    EA

    (volts)

    POTÊNCIA

    (watts)

    "

    0

    128.1

    0

    660

    0.21

    122.6

    25.74

    330

    0.38

    116.6

    44.3

    264

    0.47

    113.7

    53.43

    165

    0.69

    105.1

    72.51

    120

    0.87

    96.7

    84.129

    101.53

    0.97

    90.9

    88.173

    82.5

    1.07

    81.3

    86.991

    73.3

    1.10

    74.2

    81.62

    TABELA 12-1

    O GERADOR SÉRIE DE CD

    Experimento 13

    OBJETIVOS

  • Estudar as propriedades do gerador série de cc.

  • Aprender a ligar um gerador série.

  • Obter a curva de tensão de armadura em função da intensidade de corrente de armadura do gerador série.

  • RESUMO TEORICO

    Llamese gerador série aquele cujo devanado de campo liga-se em série com o devanado de armadura, a intensidade de corrente de excitação que passa pelo devanado de campo de um gerador série, é a mesma intensidade de corrente que a que o gerador fornece à carga, veja a figura 13-1.

    Se a carga tem uma resistência alta, só poderá ser gerado uma tensão de saída mínima devido à intensidade de corrente de campo mínima, em um circuito aberto, o gerador terá só um mínimo de tensão de saída devido a sua magnetismo restante, se a carga toma intensidade de corrente, então a intensidade de corrente de excitação aumenta, o campo magnético se faz mas intenso e o gerador produz uma tensão de saída maior.

    Em mudança, os geradores série utilizam-se em sistemas de distribuição de cc como elevadores da tensão de linha, por exemplo veja o circuito que se ilustra na figura 13-2 no que a fonte de potência fornece potência de cc à carga através de uma linha de transmissão de resistência R1.

    A tensão na carga fluctuará segundo a intensidade de corrente de linha seja grande ou pequena.

    A tensão na carga fluctuara segundo a intensidade de corrente de linha seja grande ou pequena.Esta tensão na cara pode ser corrigido inserindo um gerador série na linha, como se ilustra na figura 13-3. Ao aumentar a corrente de linha aumenta a tensão do gerador VG e compensa a caida de tensão que se produz na resistência da linha de transmissão R1 mantendo assim uma tensão relativamente constante na carga variável.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fonte de alimentação

    FA-5002

    Instrumentos de medição

    MEU-5015

    Amperímetros de CA

    MEU-5014

    Gerador/Motor de CC

    ME-5003

    Gerador/Motor Sincrono

    ME-5010

    Resistências

    MC-5020

    Cabos de conexão

    WIR-5029

    Banda

    BD-5030

    PROCEDIMENTOS

    Fig 13-3

  • Usasse-se o motor sincrono para impulsionar mecanicamente ao gerador de CC devido a sua velocidade constante de funcionamento. Ligue o circuito ilustrado na figura 13-4, utilizando a fonte de alimentação, medição de CA e motor sincrono.

  • Os terminais A, B e C da fonte de alimentação fornecem a potência trifásica fixa para os três devanados do estator. Os terminais (+) e (-) da fonte de alimentação fornecem a potência fixa em CCpara o devanado do rotor. Ajuste a perilla de controle do reostato à posição apropriada para uma excitação normal.

  • Ligue o circuito da figura 13-5 utilizando o gerador/motor de CC, medição de CC e resistências.

  • Fig 13-4

  • Acople o motor sincrono e o motor de CC por médio da banda.

  • Cerciorese de que as escovas estão na posição neutra.

  • Coloque os interruptores de resistência em esvaziou.

  • Ligue a fonte de energia, o motor sincrono deve começar a girar.

  • Ligue uma carga de 31425 ohmios no circuito, fechando todos os interruptores de resistências

  • Ajuste a resistência de carga tantas vezes como seja necessário para obter a cada um dos valores que aparecem na tabela 13-1.

  • Fig 13-5

    R+

    (Ohmios)

    IA

    (amperios)

    EA

    (volts)

    POTÊNCIA

    (watts)

    "

    0

    12.2

    0

    41.25

    0.31

    16.5

    5.115

    38.84

    0.38

    17.8

    6.764

    36.66

    0.38

    17.8

    6.764

    34.44

    0.44

    19.2

    8.448

    33.0

    0.51

    21.2

    10.812

    31.425

    0.78

    27.9

    21.762

    TABELA 13-1

  • Ligue o circuito da figura 13-6

  • Ligue a fonte de energia e ajuste-a a 120 VCC tomando esta leitura no voltímetro V1

  • Ligue o gerador série no circuito como se indica na figura 13-7

  • MOTOR DE CORRENTE CONTÍNUA

    PARTE 1

    PROCEDIMENTOS

  • Examine a estrutura do gerador/motor de cc, pondo especial atenção no motor, o reóstato, os terminais de conexão e o alambrado.

  • 2. Observando o motor desde a parte posterior do módulo:

    a) Identifique o devanado da armadura.

    b) Identifique os pólos do estator.

    c) Quantos pólos de estator há?

    Há quatro pólos

  • O devanado do campo em derivação da cada pólo do estator compõe-se de muitas voltas de arame de diâmetro pequeno. Identifique o devanado do campo em derivação.

  • O devanado do campo em série está enrolado no interior do devanado de campo em derivação sobre a cada pólo do reator, compõe-se de menos voltadas e o diâmetro do arame é maior. Identifique o devanado de campo série.

  • 3. Vendo o motor desde a frente:

    a) Identifique o comutador

    b) Aproximadamente quantas barras de comutador (segmentos ) há?

    75

    c) Quantas escovas há?

    Dois

  • A posição neutra das escovas indica-se mediante uma linha vermelha marcada na coberta do motor identifique-a.

  • As escovas podem ser localizado no comutador movendo a alavanca de ajuste de escovas, para a direita ou à esquerda da linha vermelha indicadora. Mova a alavanca em ambos sentidos e depois devolva à posição neutra.

  • 4. Vendo a parte delantera do módulo nota-se que:

  • O devanado de campo em derivação (voltas numerosas de arame fino) está ligado com os terminais 5 e 6 .

  • O devanado de campo em série ( poucas voltas de arame, mais grosso ) está ligado com os terminais 3 e 4 .

  • A intensidade de corrente nominal da cada devanado está indicada na carátula do módulo Poderia responder às perguntas (a) e (b) contando só com estes dados?

  • Sim

    Explique sua resposta:

    A corrente maior passará pelo devanado que utiliza um arame magneto de maior calibre, de tal forma que a maior corrente maior calibre e menos voltas.

  • As escovas ( segmentos do comutador e devanado do induzido ) ligam-se aos terminais 1 e 2 .

  • O reóstato, montado na carátula do módulo, está desenhado para controlar (e levar com segundos) a intensidade de corrente do campo em derivação.

  • O reóstato está ligado aos terminais 7 e 8 .

  • Qual é o valor nominal de sua resistência?

  • 500 ohms

  • Qual é sua capacidade de intensidade de corrente de fusão ?

  • 0.316 Amp

  • Qual é a máxima potência que pode dissipar ?

  • Máquinas Eléctricas

  • A seguir medirá a resistência da cada devanado do motor utilizando o método do voltímetro-amperímetro. Com estes dados calculará a perda de potência na cada devanado. Use a fonte de alimentação, medição de cc e gerador/motor de cc para ligar o circuito da figura 14-1.

  • Ligue a fonte de alimentação.

  • Acréscimo lentamente a tensão até que o devanado de campo em derivação leve 0.4 A. de corrente, segundo indique-o o amperímetro de 0-20 A.C.C. ( este é o valor da intensidade de corrente nominal do devanado de campo em derivação).

  • b) Meça e anote a tensão do devanado de campo em derivação.

    V(campo em derivação) 72 V.C.C.

    c) Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação.

    d) R(campo em derivação) = V/I = 72/0.4 = 180 Ohms.

  • Calcule as perdas de I R (potência) do devanado de campo em derivação.

  • P(campo em derivação) = I R =(0.16)(180) = 28.80 W.

    8.- Ligue o circuito da figura 14-2.

  • Este é o mesmo circuito que se ilustra na figura 14-1, exceto que o devanado de campo em série substituiu ao devanado de campo em paralelo.

  • Ligue a fonte de alimentação e aumente lentamente a tensão de c.c. até que o devanado de campo em série leve uma intensidade de corrente de 3 A. segundo indica-o o medidor de 20 A.C.C. ( este é o valor nominal da intensidade de corrente do devanado de campo em série ).

  • Ligue a fonte de alimentação e aumente a tensão lentamente até que o devanado da armadura leve uma intensidade de corrente de 3 A., segundo indique-o o medidor de 20 A.C.C. (este é o valor nominal da intensidade de corrente do devanado da armadura ).

  • Meça e anote a tensão através do devanado da armadura ( mais as escovas ).

  • V ( armadura ) = 21 V.C.C.

  • Reduza a tensão a zero e desligue a fonte de alimentação.

  • Calcule a resistência do devanado do induzido ( mais as escovas ).

  • R(armadura) = V/I = 21/3 = 7.0 Ohms.

  • Calcule as perdas de I R (potência) do devanado (mais as escovas)

  • P(armadura) = I R = (3)(7) = 63.0 W.

  • Faça girar o devanado da armadura aproximadamente 90º para a esquerda.

  • Agora, as escovas estão fazendo contato com diferentes segmentos do comutador.

  • Repita o procedimento ( 9 ).

  • V = 21 V.C.C. ; R = 7 Ohms ; P = 63 W.

  • Faça girar a armadura 15º mas para a esquerda

  • Repita o procedimento ( 9 ).

  • V = 21 V.C.C. ; R = 7 Ohms ; P = 63 W.

    PROVA

  • Qual seria a intensidade de corrente do campo em derivação do motor, se o devanado de campo em derivação se excita mediante 120 V.C.C.?

  • I = V/R = 120/180 Corrente de campo = 0.66 A.C.C.

  • Se tem-se uma corrente de 3 A.C.C. que flui pelo devanado de campo série do motor, qual será a queda de tensão decorrente?

  • V = I x R = 3 x 1.4 Tensão decorrente =4.2 V.C.C.

  • Se o reóstato ligasse-se em série com o devanado de campo em derivação e a combinação ligasse-se a uma linha de 120 V.C.C. que variações de intensidade de corrente do campo em derivação poderiam ser obtido de seu motor?

  • Imin = V/Rd + Rr = 120/180 + 500 = 0.176 A.C.C.

    Imax = V/Rd = 120/180 = 0.666 A.C.C.

  • Todos os devanados, e inclusive o comutador do motor, estão feitos de cobre, porquê?

  • Porque é um excelente motorista e seu preço é muito acessível.

  • Porquê as escovas do motor estão feitas de carvão e não de cobre ?

  • Por ser a fricção no carvão menor que a do cobre.

  • Se o devanado de campo em série do motor ligasse-se diretamente à fonte de alimentação de 120 V.C.C.

  • Que fluxo de corrente teria ?

  • I = V / R = 120 / 1.4 Corrente no campo série = 85.7 A.C.C.

  • Qual séria a perda de potência ( em watts )?

  • P = 120 x 85.7 Perda = 10.286 watts

  • Perde-se toda esta energia só em forma de calor?

  • Se

  • Que acha que lhe aconteceria ao devanado se a intensidade de corrente se mantivesse durante alguns minutos ?

  • Se sobrecalentaría e se queimaria

  • Que significa “intensidade de corrente nominal “ e “tensão nominal” ?

  • Corrente e voltagem a nível de carga

  • Se o devanado da armadura e o de campo em série do motor ligassem-se em série a uma fonte de 120 V.C.C. Qual séria a intensidade de corrente inicial ?

  • I = V / R = 120 / 1.4 + 7 Corrente de campo = 14.3 A.C.C.

  • Neste motor, é a resistência da armadura ( mais as escovas ) substancialmente a mesma para qualquer posição de rotação da armadura?

  • Sim

    Explique porque:

    Pode ter variações.

    O MOTOR DE CD EM SÉRIE

    Experimento 16

    OBJETIVOS

  • Determinar as caraterísticas do par-motor em função da velocidade de um motor de c. c. com o campo em série.

  • Calcular a eficiência de um motor de c.c. com o campo série.

  • resumo teorico.

    Já se viu que o motor de corrente contínua com o campo em derivação tem uma velocidade quase constante como sua tensão de armadura e seu campo magnético se mantêm praticamente invariável em condições que vão praticamente desde o vazio até plena carga. A motor série comporta-se em uma forma diferente.

    Neste motor , o campo magnético é produzido pela intensidade de corrente que flui através do devanado de armadura já causa disto é débil quando a carga do motor é pequena (o devanado de armadura toma intensidade de corrente mínima) o campo magnético é intenso quando a carga é grande (o devanado de armadura toma intensidade de corrente mínima)a tensão de armadura é quase igual à tensão da linha de alimentação (como acontece no motor com devanado em derivação ) e pode ser feito caso omiso da queda de tensão no campo série. Em consequência, a velocidade do motor com o campo em série depende totalmente da corrente de carga, a velocidade é baixa com cargas muito pesadas e muito alta em vazio, muitos motores em série ao funcionar em vazio, ficam desfeitos pela velocidade tão alta que desenvolvem as grandes forças relacionadas com altas velocidades, fariam com que o motor exploda o qual séria muito perigoso para as pessoas e a maquinaria que se encontra perto.

    O par-motor de qualquer motor de c.c. depende do produto da intensidade de corrente de armadura e do campo magnético, no caso do motor com devanado em série, este relacionamento implica que o par-motor será muito grande a intensidades de corrente de armadura muito grandes tais como as que se produzem durante o arranque. Portanto, a motor série é ideal para o arranque com cargas de grande inércia e é especialmente útil como propulsor nos trolebuses e #comboio elétricos, bem como em aplicações de tração de serviço pesado.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fontes de alimentacion fa-5002

    Instrumentos de c.c meu-5015

    Gerador/motor de c.c. me-5003

    Electrodinamometro me-5012

    Tacómetro manual rpm-5028

    Cabos de conexão wir-5029

    Banda bd-5030

    PROCEDIMENTOS:

  • Ligue o circuito da figura 16-1 utilizando a fonte de alimentação gerador/motor de c.c., medição de c.c., e electrodinamometro

  • Não aplique potência por agora.

    Ligue o electrodinamometro o gerador / motor de c.c. por médio da banda.

    Observe que o motor esta conectado para uma operação em série (o devanado de campo em derivação e o reostato não se utiliza neste caso) e este ligado à saída de c.c. variável da fonte de alimentação (terminais (+)v e (-) v. O electrodinamometro liga-se asa saída 127 VCA fixos da fonte de alimentação (terminais a e n)

  • Ajuste a perilla de controle do electrodinamometro a sua posição média (para fornecer uma carga de arranque para o motor de corrente contínua ).

  • Ligue a fonte de alimentação e aumente gradualmente a tensão de c.c. até que o motor comece a girar. observe a direção de rotação se não é no sentido das manecillas do relógio desligue o motor e troque as conexões do campo série.

  • Ajuste a tensão variável a 120 VCC. exatamente, tomando esta leitura no medidor.

  • 4)

  • Ajuste da motor série de c.c. fazendo girar a perilla do electrodinamometro até que a escala marcada na carcaza do estator indique 13.84 kg-cm, se é necessário ajuste de novo a fonte de alimentação para que forneça exatamente 120 VCC.

  • Meça a intensidade de corrente de linha e a velocidade do motor com o tacómetro de mão anote estes valores na tabela B-1.

  • repita esta operação para a cada valor de par-motor anotado na tabela mantendo uma entrada constante de 120vcc.

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • V

    Volts

    I

    Amperios

    Velocidade

    r.p.m.

    Par

    kg - cm

    120

    1.21

    2446

    0

    120

    1.47

    2115

    3.46

    120

    1.85

    1905

    6.92

    120

    2.26

    1680

    10.38

    120

    2.74

    1555

    13.84

    TABELA 16-1

    Nota: Para um par -motor de 0 kg-cm exatamente desligue elelectrodinamometro.

    5.

  • Na gráfica da figura 16-2 marque os valores de velocidade do motor obtido na tabela 16-1.

  • Trace uma curva contínua pelos pontos marcados.

  • A gráfica representa as caraterísticas de velocidade em função do par -motor de um tor típico de c.c. com o campo em série.

  • No seguinte experimento de laboratório, desenhasse-se uma gráfica similar para o motor composto de c.c.; a fim de comparar e avaliar as curvas caraterísticas de velocidade em função do par motor da cada tipo de motor.

  • 6. Calcule a regulação de velocidade (a plena carga = 10.38 kg-cm) aplicando a equação:

    Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

    Ajuste a perilla de controle do elctrodinamometro a sua posição extrema fazendo-lhe girar no sentido das manecillas do relógio ( para fornecer a carga máxima de arranque para a motor série ).

  • Ligue a fonte de alimentação e aumente gradualmente a tensão de c.c. até que o motor tomo 3 amp. de corrente de linha. o motor deve girar com lentidão.

  • Meça e anote a tensão de C.D. e o par motor desenvolvido.

  • V = 25.9 V

    Par-motor = 55.7 Kg-cm

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • A intensidade de corrente de linha do processamento (8) . Esta limitada pela resistência equivalente ao c.c. da motor série.

  • Calcule o valor da intensidade de corrente de arranque se aplicasse-se a tensão plena de linha ( 120v de CD à motor série).

  • Intensidade de corrente de arranque = 50 amp.

    PROVA

  • Calcule os HP. que se desenvolve a motor série quando o par motor é de 10.38 kg.-cm. use a equação.

  • Máquinas Eléctricas

  • Sabendo que um HP equivale a 746 watts. expresse em watts a saída do motor da pergunta 1.

  • 0.24 HP x 746 watts/1 HP

    Saída em watts = 179.52 W

  • Qual é a potência primeiramente ( em watts ) do motor da pergunta 1.

  • Entrada em watts = 110 W

  • Se conhecem-se as potências de entradas e saídas em watts . Qual é a eficiência do motor da pergunta (1).

  • Máquinas Eléctricas

  • Quantas vezes é maior a intensidade de corrente de arranque que a intensidade de corrente normal a plena carga pode ser de 5 a 7 vezes a corrente de arranque.

  • Compare o motor de c.c. com devanado em derivado e o de c.c. com devanado em série de acordo com:

  • O par- motor de arranque

    Em derivação o par-motor é débil e em série o par é muito alto e forte.

    A intensidade de corrente de arranque

    Em série ao aumentar a carga aumenta a corrente e também aumenta o par- motor mas se tem que diminuir a velocidade.

    Em derivação a intensidade de corrente é pequena ao arranque e o motor arranca lentamente.

    A regulação de velocidade.

    Em série a velocidade chega a ser constante uma vez padrão o par-motor.

    Em derivação a velocidade podemo-la variar.

    O MOTOR DE C.D. COMPOSTO

    Experimento 17

    OBJETIVOS:

  • Determinar as caraterísticas do par-motor composto de c.c.

  • RESUMO TEORICO

    A motor série de c.c. tem um alto valor de par-motor, também existe a desvantagem de que os motores deste tipo tendem a sobrecalentarse com cargas ligeiras. Isto pode ser corrigido agregando um campo em derivação ligado em tal forma, que reforce ao campo série. O motor converte-se então em uma maquina composta cumulativa, quanto à velocidade constante que carateriza os motores de c.c. em derivação, esta também não é conveniente em algumas aplicações; por exemplo, quando o motor deve mover um volante, já que se precisa certa diminuição da velocidade do motor para que a tensão perca sua energia cinética. Para as aplicações deste tipo (muito frequentes no trabalho da imprensa punzadora), requer-se um motor que tenha uma curva caraterística de velocidade “com queda”, isto é, que a velocidade do motor deve baixar notavelmente ao aumentar a carga. O motor de c.c. com devanado composto cumulativo é o adequado para esta classe de trabalho.

    O campo em série também pode ser ligado em tal forma que produza um campo magnético oposto ao do campo em derivação. Assim se obtém um motor diferencial composto cujas aplicações são muito limitadas, devido principalmente a que tende a ser instável.

    Ao aumentar a carga, a intensidade de corrente de armadura incrementa-se, a qual aumenta a intensidade do campo série. Já que atua em oposição. O devanado em derivação, o fluxo total reduz-se, dando como resultado um incremento de velocidade. Pelo geral, um incremento de velocidade aumenta mas ainda a carga, com o que, a sua vez, aumentasse ainda mais da velocidade e pode acontecer que o motor se desboque.

    Às vezes os motores diferenciais compostos constroem-se com campos série débis, a fín de compensar um pouco a queda de velocidade normal produzirá em um motor em derivação com carga, e conseguir de modo que o motor tenha uma velocidade mais constante. Os motores diferenciais compostos usam-se muito pouco.

    PARTES E EQUIPE REQUERIDA

    Fonte de alimentação fa-5002

    Instrumentos de c.c. meu-5015

    Gerador/motor de c.c. me-5003

    Electrodinamometro me-5012

    Tacómetro manual rpm-5028

    Cabos de conexão wir-5029

    Banda bd-5030

    PROCEDIMENTOS

  • Ligue o circuito que aparece na figura 17-1 utilizando a fonte de alimentação gerador/motor de c.c., medição de c.c. e electrodinamometro.

  • Não aplique potência por agora.

    Ligue o electrodinamometro ao gerador/motor de c.c. mediante a banda.

    Observe que o motor esta conectado para operar em série ( o devanado de campo esta em derivação e o reostato ainda não fazem parte do circuito), e este ligado à saída de c.c. variável da fonte de alimentação ( terminais (+) V e (-) V). O electrodinamometro este ligado à saída fixa de 127 VCA da fonte de alimentação(terminais A e N).

  • Ajuste a perilla de controle do electrodinamometro a sua posição extrema fazendo-a girar em sentido contrário ao das manecillas do relógio(a fim de fornecer uma carga mínima de arranque para o motor).

  • Ligue a fonte de alimentação e incremente gradualmente a tensão de c.c. até que o motor comece a girar. Observe a direção de rotacion. Se não é no sentido das manecillas do relógio, desligue a fonte e troque as conexões do campo em série.

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • O campo em derivação deve ser ligado em série com o reostato e aos terminais 1 e 4 como se indica na figura 17-2

  • Ligue a fonte de alimentação e ajuste a tensão a 120 VCC ; segundo indique-o o medidor. Se o motor desenvolve uma velocidade excessiva, isto significa que funciona em forma diferencial composta. Se este é o caso, reduza a zero a tensão e desliga a fonte de alimentação. Troque as conexões do campo em derivação aos terminais 1 e 4, para obter o modo de operação cumulativo composto.

  • Com a entrada a um nível de 120 VCC exatamente, ajuste o reostato de campo em derivação para uma velocidade de motor em vazio de 1800 rpm; tomando esta leitura no tacómetro manual.

  • Aplique carga ao motor de c.c. fazendo girar a perilla de controle do electrodinamometro até que a escala marcada na carcaza do estator indique 3.46kg-cm (se é necessário, ajuste de novo a fonte de alimentação para ter sempre 120 VCC exatamente).

  • Meça a intensidade de corrente de linha e a velocidade do motor, e anote estes valores na tabela 17-1.

  • Repita esta operação para a cada par motor que aparece na tabela, enquanto mantém uma entrada constante de 120 VCC.

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • Nota: Para obter um par motor exato de zero kg-cm; desligue o motor do electrodinamometro.

  • Na gráfica da figura 17-3, marque os valores de velocidade do motor obtidos na tabela 17-1.

  • V

    Volts

    I

    Amperios

    Velocidade

    rpm

    Par

    kg - cm

    120

    0.86

    1611

    0

    120

    1.63

    1526

    3.46

    120

    2.02

    1416

    6.92

    120

    2.48

    1337

    10.38

    120

    3.00

    1230

    13.84

    TABELA 17-1

  • Trace uma curva contínua pelos pontos marcados.

  • A gráfica representa a curva caraterística da velocidade em função do par-motor de um motor típico de c.c. com devanado composto.

  • Calcule a regulação de velocidade (carga plena = 10.38 kg-cm ), utilizando a equação.

  • Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

  • Ajuste a perilla de controle do electrodinamometro em sua posição extrema fazendo-a girar no sentido das manecillas do relógio (para obter a máxima carga de arranque para o motor composto ).

  • Ligue a fonte de alimentação e incremente gradualmente a tensão de c.c. até que o motor tome três amperios de intensidade de corrente de linha. O motor deve girar com muita lentidão ou bem estar parado .

  • Meça e anote a tensão de c.c. e o par motor desenvolvido.

  • V = 26.1 V. Par motor = 55 kg-cm

  • Reduza a zero a tensão e desligue a fonte de alimentação.

  • A intensidade de corrente de linha do procedimento 11 só esta limitada pela resistência equivalente ao c.c. de motor composto.

  • Calcule o valor da intensidade de corrente de arranque se aplicasse-se tensão plena de linha (120 VCC) ao motor composto de c.c.

  • Intensidade de corrente de arranque = 3.07 amp

    +v

    -v

    0-120 v.c.c.

    + -

    0 - 20

    A.C.C.

    +

    -

    0 - 200

    V.C.C.

    A

    V

    Fig. 14-1

    campo em

    derivação

    5

    6

    +v

    -v

    0-120 v.c.c.

    + -

    0 - 20

    A.C.C.

    +

    -

    0 - 200

    V.C.C.

    A

    V

    Fig. 14-2

    campo em

    série

    3

    4

    +v

    -v

    0-120 v.c.c.

    + -

    0 - 20

    A.C.C.

    +

    -

    0 - 200

    V.C.C.

    A

    V

    Fig. 14-3

    Armadura

    1

    2

    Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

    Máquinas Eléctricas

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