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Capitulo 6

Capitulo 6

Capitulo 6 Máquinas CA EXERCÍCIOS PROPOSTOS 6.1- Deseja projetar um gerador síncrono que forneça uma tensão CA de 60 Hz de freqüência com uma força motriz que gira a 200 rpm. Calcule o número de pólos desta máquina. 6.2- Para o problema anterior determine a relação entre graus elétricos e graus mecânicos. 6.3- Um gerador elétrico trifásico, 24 pólos, gira com velocidade de 300 rpm, com tensão induzida em cada espira sendo de 15,75 V pico , e com cada bobina possuindo 50 espiras. Pedese: a) a freqüência da tensão elétrica gerada. b) a tensão de pico e a tensão eficaz por fase. c) a tensão eficaz da linha quando o gerador é ligado em ∆ e quando ligado em Y. 6.4- Em uma máquina síncrona de 8 pólos, 60 Hz, a relação entre a f.c.e.m. e a corrente excitação de campo é dada por ' = 25 I excitação . Sendo a reatância da máquina 1,2 Ω por fase, calcule sua corrente de excitação para que a mesma funcione com: a) fp = 0,8 indutivo b) fp = 1 c) fp = 0,8 capacitivo Suponha a tensão de linha no barramento seja constante de 658,16 V e a máquina esteja ligada em Y. Despreze as perdas ôhmicas. 6.5- Um conversor de freqüência consiste de duas máquinas síncronas acopladas, sendo o alternador de 10 pólos, 50 Hz acionado por um motor de 60 Hz. Calcule o número de pólos que o motor deve ter. 6.6- Utilizando-se um motor síncrono de 60 Hz para produzir 400 Hz, especifique o menor número de pólos necessários para cada uma das máquinas síncronas, de modo a conseguir-se a conversão de freqüência. 6.7- Um centrifugador de alta velocidade foi projetado para funcionar a uma velocidade constante de 1000 rpm a fim de produzir a força centrífuga necessária. Escolhe-se um motor que satisfaz a condição, mas dispõe-se apenas de 60 Hz. Especifique o conversor de freqüência que realizará a conversão necessária para que o motor funcione. 6.8- Uma área industrial tem uma carga de 4000 kVA a um fator de potência de 0,6 em atraso. Um motor síncrono de 800 HP, com rendimento de 88%, é acrescido para acionar uma carga mecânica, mas, sobretudo, para melhorar o fator de potência do sistema para 0,9 em atraso. Calcule: a) o fator de potência naquela funciona o motor síncrono. b) a capacidade nominal, em kVA, do motor síncrono na situação descrita. 6.9- Em uma fábrica funcionam 5 motores de indução trifásicos idênticos com a as seguintes características: 20 HP, 4 pólos, 60 Hz, f.p. = 0,8 e rendimento 90% a plena carga. Determine qual será o valor do f.p. do sistema quando ligamos uma máquina síncrona de potência 20 HP superexcitada com f.p. = 0,9 e rendimento de 95%. 6.10- Um motor trifásico, ligado em ∆, 220 V (tensão de linha), 20 HP, 60 Hz, 4 pólos, f.p. = 0,85, possui rendimento de 90% com carga nominal. Calcule: a) sua corrente de linha b) seu escorregamento 6.11- Um motor trifásico, ligado em Y, 220 V (tensão de linha), 10 HP, 60 Hz, 6 pólos, tem as seguintes constantes em ohms por fase, referida ao estator: Del – UFES 6-20 Professor Vinícius Secchin

Capitulo 6 Máquinas CA r 1 = 0,294 r 2 = 0,144 x 1 = 2,503 x 2 = 1,209 Desprezando-se as perdas totais por atrito, ventilação e no ferro, para um escorregamento de 2%, calcule, quando o motor funciona com tensão nominal: a) velocidade em rpm do rotor b) a corrente no estator c) potência no eixo d) conjugado e) o fator de potência f) o rendimento 6.12- Repita o problema 11 para um escorregamento de 3% Respostas: 6.1- 36 6.2- 18 6.3- a) 60 Hz b) 787,5 V e 556,9 V c) 556,9 V e 964,3 V 6.4- a) 12,9 A b) 15,94 A c) 18,48 A 6.5- 12 6.6- Alternador: 40 pólos, motor: 6 pólos 6.7- Alternador: 10 pólos, motor: 72 pólos 6.8- a) 0,37 b) 1832 kVA 6.9- 0,875 6.10- a) 51,18 A b) 10 % 6.11- a) 1176 rpm b) 15,2 A c) 4400 W d) 35,75 N.m e) 0,89 f) 93,5% 6.12- a) 1164 rpm b) 20,16 A c) 5677 W d) 46,6 N.m e) 0,80 f) 91,4% Del – UFES 6-21 Professor Vinícius Secchin

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