Gleison Fransoares Vasconcelos Amaral Lista de

Universidade Federal de São João Del-Rei - UFSJ/DEPEL
Prof.: Gleison Fransoares Vasconcelos Amaral
Lista de exercícios - motores CC
Máquinas I
1) Duas máquinas cc apresentam os seguintes dados nominais:
máquina 1: Va = 120 V, 1500 rpm, 4 pólos
máquina 2: Va = 240 V, 1500 rpm, 4 pólos
Sabendo que as bobinas dessas máquinas apresentam como nominais 4 V e 5 A, determine:
a) O tipo de enrolamento de armadura utilizado em cada máquina. Resposta: Imbricado (120 V),
ondulado (240 V).
b) Número de bobinas na armadura de cada máquina. Resposta: 120, 120.
c) Potência nominal (armadura) de cada máquina. Resposta: 2,4 KW.
2) A armadura de um motor derivação, Vt = 230 V, tem uma resistência de 0,30 Ω e conduz uma
corrente de 50 A quando operando em plena carga a 1500 rpm. Qual será a velocidade de operação do
motor se a carga é completamente removida? Quando o motor opera a vazio a corrente de armadura
cai para 5 A. Assuma que o fluxo permanece constante e que a queda de tensão nas escovas é 2 V a
plena carga e 1 V a vazio. Resposta: n = 1602, 1 rpm.
3) Um motor composto derivação longa, 220V, possui uma resistência de armadura igual a 0,27 Ω
e uma resistência de campo série igual a 0,05 Ω. A velocidade a plena carga é 1400 rpm e a corrente
de armadura para esta condição é 75 A. Qual será a velocidade de operação do motor, a vazio, se a
corrente de armadura cai para 5 A e o fluxo é reduzido para 90% do valor a plena carga? Assuma as
quedas de tensão nas escovas como sendo as mesmas do exercício 2. Resposta: n = 1743, 2 rpm.
4) Um motor derivação possui resistência de armadura igual a 0,25 Ω, queda de tensão nas escovas
de 2 V e tensão terminal de 120 V. Determine a corrente de armadura quando:
a) A velocidade produz uma força contra eletromotriz de 110 V para uma dada carga.
Resposta: Ia = 32 A.
b) Com o aumento da carga ocorre uma queda de velocidade de modo que a fcem é de 105 V.
Resposta: Ia = 52 A.
c) Explique a variação de corrente das condições do item a para o item b.
5) Um motor derivação de conjugado igual a 203 Nm sofre uma redução de 10% no fluxo, e um
acréscimo de 50% na corrente de armadura. Determine o conjugado desenvolvido nessa condição.
Resposta: T = 170, 37 Nm.
6) Um motor série de 30 cv, 120 V, 900 rpm, tem rendimento de 88 % a plena carga e queda de
tensão em Rs de 1,5 % em relação a Ra , determine:
a) A corrente de armadura, Ra e Rs . Resposta: Ia = 209, 09 A, Ra = 0, 068 Ω e Rs = 0, 001 Ω.
b) O conjugado de saída. Resposta: T = 234, 4 Nm.
c) demarrador de partida de modo que a corrente na partida seja igual a 2 pu, e o conjugado de
partida nesse caso. Resposta: Rext1 = 0, 109 Ω, Rext2 = 0, 041 Ω, Tp = 468,8 Nm.
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7) Um motor derivação 120 V, 1800 rpm, possui resistência de armadura 0,2 Ω, resistência de
campo 60 Ω e corrente de armadura 40 A a plena carga. A queda de tensão nas escovas é de 2 V.
Determine a velocidade do motor nas seguintes condições:
a) meia carga. Resposta: n = 1865, 5 rpm.
b) sobrecarga de 25 %. Resposta: n = 1765, 7 rpm.
8) Um motor série aciona um elevador que exige torque constante e igual a 180 Nm. A tensão de
alimentação do motor é 120 V e a resistência combinada, armadura e enrolamento de campo série, é
0,56 Ω. Despreze as perdas rotacionais e a reação de armadura. A velocidade do elevador é controlada
por um chopper. Quando o duty cycle do chopper é 60 % a corrente do motor é 36 A. Nesta condição
determine:
a) velocidade. Resposta: n = 241, 76 rpm.
b) potência de saída. Resposta: P = 4557, 6 W.
c) rendimento. Resposta: η% = 84, 4%.
9) No problema do exercício 8, o controle de velocidade por tensão é substituído por inserção de
resistência no circuito da armadura. Qual o valor de resistência seria necessário para obter a mesma
velocidade do exercício 8? Calcule o rendimento e compare com aquele obtido no exercício 8.
Resposta: Rae = 2, 78Ω, η% = 50, 6%.
10) Um motor cc aciona uma carga de característica torque×conjugado constante. Quando a
armadura é conectada a uma fonte cc de 120 V, uma corrente de 8 A circula pela armadura e a
máquina gira a 1800 RPM. A resistência de armadura é de 0,08 Ω. Acidentalmente, o circuito de
campo é rompido e o fluxo cai para 5% do fluxo original.
a) Determine o valor da corrente de armadura imediatamente depois que o circuito de campo é
rompido (antes que a velocidade tenha tido tempo de mudar). Resposta: Ia = 1425, 4 A.
b) Determine a velocidade final teórica do motor, depois do rompimento do circuito de campo.
Resposta: n = 32027, 77 rpm.
11) Uma máquina cc derivação de 20 KW, 200 V (dados de entrada), tem resistência de armadura
de 0,1 Ω e resistência de campo derivação de 150 Ω. O número de espiras do campo derivação é
1200. Considere que a vazio Ea = Vt . Os dados da curva de magnetização são fornecidos abaixo
para velocidade nominal (1800 rpm):
If (A)
Ea (V)
0
5
0,125
33,5
0,25
67
0,5
134
0,625
160
0,75
175
0,875
190
1,0
200
1,25
214
1,5
223
Esta máquina também possui um enrolamento de campo série com 5 espiras por pólo e resistência
Rs = 0, 05 Ω. Deseja-se ligar a máquina como motor composto diferencial derivação longa. Se o
valor do reostato de campo derivação é 50 Ω, determine:
a) velocidade a vazio. Resposta: n = 1800 rpm.
b) velocidade a plena carga. Despreze a reação de armadura. Resposta: n = 2379, 5 rpm.
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