Guia do Trabalho T2 - Máquinas de Comutação

UNIVERSIDADE TÉCNICA DE LISBOA
INSTITUTO SUPERIOR TÉCNICO
LABORATÓRIO
DE
MÁQUINAS ELÉCTRICAS II
Máquinas de Comutação
Área de Energia
Electromagnetismo Aplicado e Conversão de Energia
2005/2006
Laboratórios de Máquinas Eléctricas II - 2005/2006
Trabalho n.º 2 – Máquinas de Comutação
Objectivos: Verificação de características de regime permanente e dinâmico de máquinas de
comutação electromecânica e electrónica.
Equipamento a utilizar:
Bancadas 13, 14, 17 ou 18.
– Grupo Siemens com máquinas de CC e assíncrona
– Fonte CC Labec com tensão variável
– Taquímetro de bancada
– Amperímetros e voltímetros de bancada e multímetros
1. Características estacionárias do gerador de CC com excitação independente
Neste ensaio utilize o grupo constituído pela máquina de CC e pela máquina assíncrona.
1. Antes de efectuar ligações no gerador de corrente contínua meça os valores das
resistências do induzido e do circuito de excitação recorrendo a um ohmímetro.
(Verifique o valor da resistência do induzido para diversos valores da posição do
rotor.)
2. Ligue em estrela os circuitos do estator do motor assíncrono o qual é ligado à fonte
por intermédio de um interruptor trifásico. A excitação do gerador de CC é ligada a
uma fonte com tensão contínua e variável devendo providenciar a leitura da corrente.
O induzido desta máquina alimenta uma carga resistiva devendo medir a tensão aos
seus terminais e a corrente neste circuito. Ligue o taquímetro e o ventilador da máquina
de CC.
3. Com o circuito do induzido aberto, varie a corrente de excitação e registe o seu valor,
bem como o valor da tensão aos terminais do induzido e a velocidade do conjunto
rotativo. Recorrendo aos valores deste ensaio obtenha a característica em vazio do
gerador para uma velocidade constante e igual a 1500rpm.
4. Com corrente no circuito de excitação constante e igual a 1,0A altere a resistência de
carga e registe os valores da corrente e da tensão no induzido e também a velocidade
de rotação. Utilize os dados deste ensaio para obter a característica exterior do
gerador de CC - U(Ia) - para uma velocidade constante de 1500rpm.
5. Recorrendo aos valores do ensaio anterior determine o valor da resistência do
induzido e compare com o valor medido no ponto 1.
6. Com os resultados dos ensaios em vazio e em carga obtenha a característica exterior
para uma velocidade constante e igual a 1500rpm, mas com uma corrente de
excitação constante e igual a 0,5A.
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7. Repita o ensaio do ponto 4, mas com uma corrente de excitação igual a 0,5A.
8. Compare os resultados obtidos nos pontos 6 e 7 e justifique e quantifique as
diferenças encontradas como a eventual manifestação do fenómeno designado por
reacção do induzido.
2. Características da geratriz de rectificação
Bancadas 13, 14, 17 ou 18.
– Grupo Leroy Sommer com máquinas de CC e síncrona e taquímetro
– Fonte CC Labec com tensão variável
– Amperímetros e voltímetros de bancada e multímetros
– Reóstato de campo ASEA 630W, 192 Ω.
– Autotransformador
– Ponte de rectificação de bancada
2 – Pontas de corrente
1 – Osciloscópio Tektronix TDS 100
Esquema de ligações da máquina de accionamento:
A1
D
Fonte
Labec com
tensão
variável
MCC
C
A
Dca
R
S
T
N
T
P. R.
Trif.
díodos
V
Esquema de ligações da máquina síncrona:
U
I gr
A
Ponte de
rectificação
trifásica a
díodos
V
W
U gr
V
Estator da máquina
síncrona
Bloco B gr
+
Rc
DCC
J
A
Circuito de
excitação da
máquina síncrona
Sf
K
Aos terminais da máquina síncrona ligue a ponte rectificação trifásica não comandada e a
respectiva carga constituída por uma resistência e uma bobina de alisamento.
1. Com velocidade constante e igual a 1500 rpm imponha uma corrente de 0,3A na
excitação e leia o valor da tensão em vazio – use uma resistência de carga de valor
relativamente elevado. Com o induzido em curto-circuito leia o valor da corrente neste
circuito colocando uma corrente na excitação de 0,6A. Use estes valores para traçar as
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características exteriores U(Ia) da geratriz de rectificação com excitação constante e igual
a 0,3A e 0,6A e para a velocidade de 1500rpm. Faça um registo do andamento das
correntes nas fases da máquina.
2. Repita o ensaio anterior para as mesmas condições de excitação mas com uma velocidade
de 1000rpm.
3. Compare o andamento das curvas obtidas nos pontos anteriores com as características
exteriores da máquina de CC com excitação independente. Recorra a modelos da geratriz
de rectificação e da máquina de corrente contínua para justificar as analogias e as
diferenças de andamento destas curvas características.
4. Ajuste o reóstato da excitação da máquina síncrona para obter uma corrente de 0,6A e
mantenha a velocidade de 1500rpm. Para diferentes valores da resistência de carga
(100V e cc) em série com a bobina registe o andamento das correntes na carga e no
circuito de excitação quando fecha o interruptor da excitação.
5. Repita o ensaio anterior mas o transitório é agora provocado pelo fecho do circuito do
induzido.
6. Recorra a um modelo dinâmico para justificar a evolução verificada nos ensaios
anteriores.
7. Obtenha agora os regimes transitórios correspondentes a manobras análogas aos dos
pontos 4 e 5 mas agora para uma máquina de CC com excitação independente.
8. Comente e justifique as diferenças encontradas nos transitórios envolvendo os dois tipos
de máquinas.
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