LISTA - GERADOR CC

Curso: Engenharia Industrial Elétrica
Disciplina: Máquinas Elétricas
Professor: Lissandro Viena
MÁQUINA CC – GERADOR
1) Um gerador shunt, 250 V, 150 kW, possui uma resistência de campo de 50 ohms e
uma resistência de armadura de 0,05 ohm. Calcule:
a) A corrente a plena carga.
b) A corrente de campo
c) A corrente de armadura
d) A tensão gerada na situação de plena carga
2) Um gerador composto ligação shunt longa, 100 kW, 500 V, possui uma resistência de
armadura de 0,03 ohm, resistência de campo shunt de 125 ohms, resistência de campo
série de 0,01 ohm. A resistência de ajuste (em paralelo com o campo série) suporta 54
A. Calcule:
a) O valor da resistência ajustável para a carga nominal.
b) A tensão gerada a plena carga.
3) Um gerador cc composto shunt curto fornece 200 A em 100 V. As resistências dos
enrolamentos de armadura, campo série e campo shunt são 0,04, 0,03 e 60 ohms
respectivamente. Encontre a tensão interna gerada. Encontre a tensão interna gerada se a
mesma máquina é conectada como shunt longa.
4) Um gerador shunt longo gira a 1000 rpm e fornece 20 kW com uma terminal de 220
V. As resistências dos enrolamentos de armadura, de campo shunt e de campo série são
respectivamente: 0,04, 110 e 0,05 ohms. A eficiência da máquina é igual a 85%.
Encontre:
a) As perdas no cobre
b) As perdas no ferro e por atrito
c) Torque desenvolvido pela máquina primária
5) Um gerador shunt fornece 195 A numa tensão terminal de 250 V. As resistências de
armadura e de campo shunt são: 0,02Ω e 50 Ω respectivamente. As perdas no ferro e
por atrito totalizam 950 W. Encontre:
a) A tensão gerada
b) As perdas no cobre
c) A potência de saída da máquina primária
d) A potência elétrica produzida na armadura
6) Um gerador shunt possui corrente a plena carga igual a 196 A e tensão igual a 220 V.
As perdas rotacionais (ferro + atrito/ventilação) totalizam 720 W e a resistência de
campo shunt igual a 55 Ω. Encontre a resistência de armadura. Encontre a corrente de
carga correspondente a eficiência máxima.
7) Um gerador shunt de 4 pólos fornece 20 A a uma carga de 10 Ω. Se a resistência de
armadura é 0,5 Ω e a resistência de campo shunt igual a 50 Ω, calcule a tensão gerada e
a eficiência da máquina. Existe uma queda de tensão de 1V por escova.
8) A curva de magnetização de um gerador cc a 1500 rpm é dada pelos seguintes
pontos:
If
E
0
6
0,4
60
0,8
120
1,2
172,5
1,6
202,5
2
221
2,4
231
2,8
237
3
240
Encontre:
a) A tensão gerada sem carga para uma resistência de campos shunt total igual a 100 Ω
b) A curva de magnetização em 1200 rpm e a tensão a vazio para a resistência de
campo igual a 100 Ω
c) Faça o gráfico da curva de magnetização nas duas situações e modifiquem a
resistência do circuito de campo shunt (50Ω, 75Ω, 125Ω e 150Ω) verificando a sua
intersecção com a curva de magnetização. Explique qual/is influência na tensão gerada.
9) A característica de circuito aberto de um gerador shunt cc acionado em sua
velocidade nominal é:
If (A)
E (V)
0,5
60
1
120
1,5
138
2
145
2,5
149
3
151
3,5
152
Se a resistência do circuito de campo for ajustada em 53 Ω, calcule a tensão de circuito
aberto e a corrente da carga quando a tensão terminal for igual a 100 V. A resistência de
armadura igual a 0,1 Ω.
10) A figura a seguir fornece a curva de magnetização de de um gerador shunt a 300
rpm:
If (A)
E (V)
0
7,5
2
92
3
132
4
162
5
183
6
190
7
212
a) Encontre a curva para velocidade de 375 rpm e determine a tensão gerada se a
resistência do circuito de campo é 40 Ω.
b) Qual valor de resistência adicional deve ser inserida no circuito de campo shunt para
reduzir a tensão para 200 V a 375 rpm?
c) Sem a resistência adicional calculada no item b, determine a corrente de carga
fornecida pelo gerador quando sua tensão terminal for igual a 200 V. A resistência de
armadura igual a 0,4 Ω.
11) Supondo excitação de campo shunt constante, calcule a tensão a vazio de um
gerador com excitação independente, cuja tensão de armadura é 150 V numa velocidade
de 1800 rpm, quando:
a) A velocidade é elevada para 2000 rpm.
b) A velocidade é reduzida para 1600 rpm.
12) Obtendo-se a curva de magnetização numa velocidade constante de 1200 rpm foram
registrados os seguintes valores de tensão com simultâneo registro das variações de
velocidade
a) 64,3 V para 1205 rpm
b) 82,9 V para 1194 rpm
c) 162,3 V para 1202 rpm
Que correções devem ser feitas para que seja possível plotar o gráfico da curva de
magnetização?
SOBRE AS PERDAS NAS MÁQUINAS CC
Os vários tipos de perdas que ocorrem na máquina podem ser subdivididas da seguinte
forma:
1) Perdas no cobre
Perdas no cobre da armadura = RaIa2
Perdas no cobre dos enrolamentos de campo (depende do tipo de máquina). No caso do
gerador shunt, a perda no enrolamento de campo de shunt é praticamente constante.
Entra também a perda no enrolamento de campo série.
2) Perdas magnéticas (perdas no ferro ou no núcleo)
São as perdas por histerese e por correntes parasitas. Considerando a corrente de campo
constante, essas perdas podem ser consideras constantes.
3) Perdas mecânicas
Perdas por atrito nos enrolamentos e comutador e as perdas por atrito com o ar.
OBS: As perdas magnéticas juntamente com as perdas mecânicas são denominadas de
perdas rotacionais.
OBS: As perdas rotacionais juntamente com as perdas no enrolamento de campo shunt
são denominadas de perdas constantes.
OBS: As perdas na armadura são denominadas de perdas variáveis pois variam com a
corrente da carga.
A página 169 do P C Sen possui o fluxo de potência para a máquina cc operando como
motor ou como gerador.
SOBRE REAÇÃO DE ARMADURA
Quando a corrente circula pelo enrolamento de armadura ele produz seu próprio fluxo.
Este fluxo tende a distorcer o fluxo principal produzido pelo enrolamento de campo
provocando a sua redução. Essa redução provocada pela reação de armadura causa a
redução da tensão gerada. Uma maneira de reduzir o efeito provocado pela reação de
armadura consiste em colocar determinado enrolamento denominado de enrolamento
de compensação em série com o enrolamento de armadura e que produza um fluxo
contrário aquele produzido pelo enrolamento de armadura.