Máquinas Elétricas UFABC - Lab 1

Laboratório 1: Máquina de corrente corrente continua operando como como gerador 

EN2711 – Máquinas Elétricas

Fábio Tetsuo Tetsuo Yamamoto Yamamoto RA:210!12 Ra"ael #in$o Furta%o RA:2101010

&anto An%ré Mar'o %e 201(

)ntro%u'*o Meto%olo+ia ,s se+uintes materiais "oram utili-a%os .ara reali-a'*o %o e/.erimento: •

1 máquina %e corrente contnua

•

1 máquina in%u'*o

•

1 re+ula%or %e tens*o tri"ásico

•

1 "ontes %e tens*o mono"ásicas

•

 multmetros

•

1 tacmetro

•

1 reostato com ( resist3ncias 470 5 ca%a6 c$aeáeis Reali-ou8se a monta+em %a "i+ura 1 conectan%o o rotor %a máquina %e

in%u'*o ao re+ula%or %e tens*o tri"ásico e em se+ui%a o rotor %a máquina %e in%u'*o "oi curto circuita%o9 A arma%ura %a máquina %e corrente continua "oi conecta%a ao reostato que inicialmente estaa com to%as as c$aes abertas além %isso "oram conecta%os um oltmetro e um am.ermetro ; arma%ura %a maquina %e corrente contnua .ara obserar sua tens*o %e sa%a e corrente %e arma%ura9 , cam.o %e e/cita'*o %a arma%ura "oi li+a%o %e "orma in%e.en%ente e uma "onte %e corrente continua e %ois multmetros "oram conecta%os aos seus terminais .ara controlar a tens*o e corrente %e cam.o9

Figura 1- Montagem experimental

 A. em se+ui%a a rota'*o %a máquina in%u'*o "oi a?usta%a .ara a.ro/ima%amente 1@00 r.m9 om a rota'*o a?usta%a ariou8se a corrente %e cam.o .ara se tra'ar a cura %e ma+neti-a'*o %a máquina %e corrente contnua obseran%o a aria'*o %a tens*o terminal %a arma%ura9 Em se+ui%a "oi reali-a%o um ensaio com car+a resistia com a corrente %e cam.o e rota'*o manti%as constante e eri"icou8se o com.ortamento %a tens*o terminal e corrente %a arma%ura quan%o se aria a resist3ncia %a car+a9 Resulta%os e %iscuss*o Parte 1: Ensaio em vazio

Na .rimeira .arte %o e/.erimento o ensaio %a máquina %e corrente contnua estaa o.eran%o em a-io9 A máquina %e corrente contnua estaa trabal$an%o como +era%or a uma eloci%a%e %e 177@ r.m9 >arian%o a corrente %e cam.o 4 I F6  ao mo%o que a tens*o terminal %a arma%ura 4V  A6 aumentasse seu alor em a.ro/ima%amente 20 >olts "oram obti%os os se+uintes alores con"orme a tabela 19

)F 4A6 0000 001 000 007@ 0100 010 01(0 0210 02(0 00

> A 4>6 1207 2B0 2(0 720 B110 111!0 100 12!0 17100 1B1(0

n 4r.m6 177@ 177@ 177@ 177@ 177( 177 177 1770 17(! 17!

Tabela 1- Tensão da armadura variando a corrente de campo

 Alternan%o a corrente %e cam.o %e "orma que a tens*o %e arma%ura mu%asse obtemos uma re%u'*o na rota'*o %o +era%or9 orri+in%o a rota'*o .ara 1@00 r.m con"orme a equa'*o 1 obtemos a tabela 29

V a , 0 =V a

)F 4A6 0000 001 000 007@ 0100 010 01(0 0210 02(0 00

1800 rpm

n

> A 4>6 122   72 B2 111 10 10 17! 1B((

( 1)

n 4r.m6 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00 1@00

Tabela 2 - Tensão da armadura corrigida variando a corrente de campo

om a tabela 2 o se+uinte +rá"ico "oi constru%o:

Gráfco Va x I  250.0 200.0 150.0

Va (V)

Va (V) 100.0 50.0 0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

I (V)

Gráfico 1 - Tensão de Armadura vs Corrente de Campo

, com.ortamento %o +rá"ico é %a%o .ela con"i+ura'*o %o +era%or a qual está na em e/cita'*o in%e.en%ente e também .elo ensaio ser em a-io9 omo o ensaio é em a-io temos que a tens*o > T é i+ual a E A9 Além %isso .elas equa'Ces %e motores elétricos temos que:  Ea

= K 

 N 

( )

Φ wm 2

,n%e wm

 K  N 

é uma constante .r<.ria %a máquina %e corrente contnua

 a eloci%a%e %e rota'*o %a máquina e D seu "lu/o que é .ro.orcional a

corrente %e cam.o9 #ortanto atraés %a equa'*o 2 temos que a tens*o %a arma%ura aria .ro.orcionalmente com o aumento %a corrente %e cam.o .ois  n e

wm

 s*o

constantes9

Parte 2: Ensaio com carga resistiva.

 A resist3ncia %e cam.o e %e car+a "oram me%i%as com multmetro e "oram obti%os os se+uintes alores a.resenta%os na tabela 9 Resist3ncia %e

(

cam.o 456 Resist3ncia %a



arma%ura 456 Tabela  ! "esist#ncias de campo e armadura da má$uina CC 

 om a corrente %e cam.o 4)" 6 constante em 02@ A 4tens*o %e cam.o em 1@0 >6 "oi aria%a a car+a resistia conecta%a a arma%ura "oram obti%os os se+uintes alores con"orme a tabela !9 Nmero %e Resist3ncias 0 1 2  !  (

Resist3ncia %e car+a456 00 700 1@0 12 B2 7!0 (17

)a4A6 0000 0!( 0B10 120 1720 20@0 2!20

>t4>6 n 4r.m6 17(1 17(! 1711 170 1(72 17 1(22 1721 177 1711 12 1701 1!@7 1(B2

Tabela % ! Tensão no terminal da armadura e corrente de armadura variando resist#ncia de carga

#ara uma corrente %e cam.o I f &'(2) A obtemos o alor %a tens*o %e arma%ura 4* a +  .ela cura %e ma+neti-a'*o a 1@00 r.m 4+rá"ico 16 que é %e 1)2(',V 9 Fi/an%o a rota'*o 4 n+ em 1@00 r.m e com a corrente %e cam.o 4)" 6

constante conclui8se que a tens*o %e arma%ura 4* a + .ermanece constante9

#ara corri+ir os alores %e > t .ara 1@00 r.m será calcula%o o alor %e ) a .ara ca%a car+a atraés %a equa'*o  on%e " a é a resist3ncia %e arma%ura e "  a resist3ncia %e car+a 9 ( 1800 rpm )

( 1800 rpm )

=

 I a

 Ea

( R a + R )

 ( 3 )

#ela equa'*o ! os alores %e >t .o%em ser corri+i%os .ara 1@00 r.m9 (1800 rpm )

= E(a

V t 

1800 rpm

)

− I a(

1800 rpm

)

 Ra ( 4 )

Na tabela  s*o a.resenta%os os alores %e > t corri+i%os .ara 1@00 r.m9 Nmero %e Resist3ncia Resist3ncia s %e car+a456 I a 4A6 0 00 000 1 700 0!( 2 1@0 0B1  12 12 ! B2 172  7!0 20@ ( (1( 2!2

(1800 rpm )

(1800 rpm )

 E a

V t 

(V  ) 17(10 17110 1(720 1(220 1770 120 1!@70

n 4r.m6 17(! 170 17 1721 1711 1701 1(B2

( V  ) 1@207 1@207 1@207 1@207 1@207 1@207 1@207

(1800 rpm )

V t 

( 1800 rpm )

 I a

( V  )

4A6 000 0!B 0B7 1!! 1B1 2( 2@2

1@207 1@0(1 17B1( 1777 17( 17!B@ 17(2

Tabela  ! Valores da tensão no terminal da armadura corrigidos para 1)'' rpm

om a tabela  o se+uinte +rá"ico "oi constru%o: 184.00 182.00 180.00 178.00 176.00 174.00 172.00 170.00 168.00 0.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

Gráfico 2- Tensão de terminal da armadura vs Corrente de armadura

#o%e se obserar que com o aumento %a corrente %e cam.o a tens*o no terminal %a arma%ura %iminui9 Era es.era%o que E a .ermanecesse constante nesta .arte %o e/.erimento .ois .ela equa'*o 1 com a corrente %e cam.o e eloci%a%e %a máquina  constante Ea %ee .ermanecer constante o que n*o ocorreu no e/.erimento9 A tens*o na arma%ura Ea n*o .ermaneceu constante .roaelmente .orque ao ariar a car+a "oi aria%o o torque mecGnico entre+ue .ela máquina %e in%u'*o causan%o mu%an'as %e eloci%a%e9 A tens*o no terminal %a arma%ura %iminui com o aumento %a corrente %e arma%ura .orque a que%a %e tens*o na resist3ncia %a arma%ura aumenta com o aumento %e ) a9