UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
Campus Experimental de Sorocaba
Engenharia de Controle e Automação
Laboratório de Máquinas ...
1
Marco Aurélio Medeiros Garcia
Felipe Natal Lopes Peres
João Augusto Oliveira Luiz
Rafael Kondratovich Ferreira
Caracterí...
2
Objetivos
Ensaio 1:
Determinar as características de operação de um motor trifásico bobinado em
plena carga, sendo elas:...
3
Sumário
1. Introdução Teórica..............................................................................................
4
Índice de Figuras
Figura 1 - Representação da ligação dos enrolamentos do estator. Error! Bookmark
not defined.
Figura 2...
5
1. Introdução Teórica
O motor de indução, de maneira simples, é composto de duas unidades: Estator
e Rotor. O espaço ent...
6
Existem dois tipos de máquina de indução:
 Motor ou Gerador de Indução Gaiola de esquilo: o rotor é composto de barras ...
7
Figura 3 - Esquema do rotor bobinado
1.1Fórmulas necessárias
A partir das medições realizadas nos experimentos de motore...
8
2. Preparação Experimental
2.1 – Ensaio 1 – motor de indução trifásico bobinado
9
1. Utilizou-se na bancada o motor de indução com rotor bobinado. O circuito
montado está representado pela Figura 1.
Fig...
10
6. Variou-se a carga até que a corrente do estator atingisse seu valor nominal.
Fazendo variações de 0,1 A na corrente ...
11
Após o circuito montado, como já descrito, para o motor de rotor bobinado,
foram coletados os dados a partir da velocid...
12
Gráfico 1 - Curva do Torque pela velocidade, obtidos com o rotor bobinado
Analisando o gráfico do torque observamos que...
13
Gráfico 2 - Curva da corrente pela velocidade, obtido com o rotor bobinado
Observando o gráfico da corrente, vemos que ...
14
Gráfico 4 - Curva do fator de potência pela velocidade. Obtido com o rotor bobinado
Em relação ao gráfico de fator de p...
15
como o rendimento é dependente destes, acaba tendo um erro acumulado dos
mesmos, além do seu próprio.
Em seguida obtive...
16
Gráfico 7 Curva da corrente pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente
A curva da corrente por escorregamento ...
17
Gráfico 9 - Curva da potência pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente
Gráfico 10 - Curva do rendimento pelo...
18
Gráfico 11 - Curva do torque em função do rendimento obtidos no rotor bobinado
Pode-se notar uma proximidade na caracte...
19
Gráfico 13 - Curva da corrente em função do rendimento obtidos no rotor bobinado
Já o gráfico da corrente por rendiment...
20
Gráfico 15 - Curva da velocidade em função do rendimento obtidos no rotor bobinado
Pelo gráfico da velocidade, vemos qu...
21
3.2 - Ensaio 2 – Rotor Gaiola
Para este ensaio foi utilizado o motor de rotor tipo gaiola, foram coletados os
dados a p...
22
Gráfico 16 - Curva de Torque pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola
Este gráfico mostra o valor do torque pe...
23
aproximadamente 58% do valor desejado, sendo que o motor de rotor bobinado teve
a corrente próxima do 20% da corrente f...
24
velocidade. O fator de potência, depende da corrente do circuito e como observado
no gráfico 17, a corrente nesse caso ...
25
3.3 - Questão 2.23)
Sim, a diferença é notada em alguns aspectos, como em relação ao torque,
mesmo que as curvas de tor...
26
4. Conclusão
Através deste experimento foi possível concluir que os dois tipos de motores,
rotor bobinado e rotor gaiol...
27
5. Referências Bibliográficas
[1] – P. C. Sen. Principle sod Electric machines and power Electronics. John Willey &
Son...
Próximos SlideShares
Carregando em…5
×

Relat mea3

466 visualizações

Publicada em

maquinas eletricas

Publicada em: Engenharia
0 comentários
1 gostou
Estatísticas
Notas
  • Seja o primeiro a comentar

Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
466
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
4
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
12
Comentários
0
Gostaram
1
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Relat mea3

  1. 1. UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA Campus Experimental de Sorocaba Engenharia de Controle e Automação Laboratório de Máquinas Elétricas para Automação Experimento 4 Ensaio 1: Características de operação de um motor de indução trifásico bobinado Ensaio 2: Características de operação de um motor de indução trifásico com rotor gaiola Felipe Natal Lopes Peres RA:1010069 Marco Aurélio Medeiros Garcia RA:1010182 João Augusto Oliveira Luiz RA:1010310 Rafael Kondratovich Ferreira RA:1010281 Sorocaba-SP, maio de 2013
  2. 2. 1 Marco Aurélio Medeiros Garcia Felipe Natal Lopes Peres João Augusto Oliveira Luiz Rafael Kondratovich Ferreira Características de operação de um motor de indução trifásico bobinado Características de operação de um motor de indução trifásico com rotor gaiola Relatório elaborado referente aos diferentes modos de operação de um motor de indução trifásico e suas respectivas características. Sorocaba, maio de 2013
  3. 3. 2 Objetivos Ensaio 1: Determinar as características de operação de um motor trifásico bobinado em plena carga, sendo elas: conjugado, potência mecânica, corrente, fator de potência e rendimento. Enasio 2: Do mesmo modo, determinar as características de operação de um motor trifásico com rotor gaiola, seguindo as características citadas anteriormente.
  4. 4. 3 Sumário 1. Introdução Teórica................................................................................................5 2. Preparação Experimental .....................................................................................8 3. Resultados e Discussões....................................................................................10 Ensaio 1: Variação da tensão induzida no circuito do rotor em função da sua velocidade................................................................ Error! Bookmark not defined. 3.2 Ensaio 2: Determinação dos Parâmetros da Máquina de Indução Trifásica ................................................................................. Error! Bookmark not defined. 4. Conclusão...........................................................................................................26 5. Referências Bibliográficas ..................................................................................27
  5. 5. 4 Índice de Figuras Figura 1 - Representação da ligação dos enrolamentos do estator. Error! Bookmark not defined. Figura 2 - Circuito equivalente por fase (padrão IEEE) para a máquina de indução. .................................................................................... Error! Bookmark not defined. Figura 3 - Ensaio da máquina de indução trifásica...... Error! Bookmark not defined. Figura 4 - Ligações para ensaio com motor em vazio. Error! Bookmark not defined. Figura 5 - Ligações para ensaio com rotor bloqueado.Error! Bookmark not defined. Figura 6 - Circuito equivalente com os valores de todas as impedâncias substituídas. .................................................................................... Error! Bookmark not defined. Índice de Tabelas Tabela 1 - Modos de operação da máquina de indução trifásica ..... Error! Bookmark not defined. Tabela 2 - Teste em vazio........................................... Error! Bookmark not defined. Tabela 3 - Teste com rotor travado ............................. Error! Bookmark not defined. Índice de Gráficos Gráfico 1 - Curva torque vs escorregamento para o motor ........Error! Bookmark not defined. Gráfico 2 - Curva corrente vs escorregamento para o motor .....Error! Bookmark not defined. Gráfico 3 - Curva Potencia vs escorregamento para o motor.....Error! Bookmark not defined. Gráfico 4 - Curva rendimento vs escorregamento para o motor.Error! Bookmark not defined. Gráfico 5 - Curva rendimento vs escorregamento para o motor.Error! Bookmark not defined.
  6. 6. 5 1. Introdução Teórica O motor de indução, de maneira simples, é composto de duas unidades: Estator e Rotor. O espaço entre o estator e o rotor é denominado entreferro. O estator constitui a parte estática e o rotor a parte móvel. O estator é composto de chapas finas de aço magnético tratadas termicamente ou de aço silício para reduzir ao mínimo as perdas por correntes parasitas e histerese. Estas chapas têm o formato de um anel com ranhuras internas (vista frontal) de tal maneira que possam ser alojados enrolamentos, os quais por sua vez, quando em operação, deverão criar um campo magnético no estator. Figura 1 - Representação de um estator O rotor também é composto de chapas finas de aço magnético tratadas termicamente, com o formato também de anel (vista frontal) e com os enrolamentos colocados longitudinalmente.
  7. 7. 6 Existem dois tipos de máquina de indução:  Motor ou Gerador de Indução Gaiola de esquilo: o rotor é composto de barras de material condutor que se localizam em volta do conjunto de chapas do rotor, curto- circuitadas por anéis metálicos nas extremidades. Figura 2 - Esquema do rotor em gaiola  Motor ou Gerador de Indução com rotor Bobinado: o rotor é composto de enrolamentos distribuídos em torno do conjunto de chapas do rotor.
  8. 8. 7 Figura 3 - Esquema do rotor bobinado 1.1Fórmulas necessárias A partir das medições realizadas nos experimentos de motores com rotores gaiola e bobinado, utilizando amperímetros, voltímetros, alicate wattímetro e tacômetro, pode-se aplicar algumas equações para achar o toque máximo, a potência entrega a carga e o rendimento do motor. O torque pode ser encontrado pela seguinte fórmula: 𝜏 = 𝐹 . 𝑑 (1) Onde : 𝜏 representa torque [N.m] F representa força [kgf] D representa distância do braço
  9. 9. 8 2. Preparação Experimental 2.1 – Ensaio 1 – motor de indução trifásico bobinado
  10. 10. 9 1. Utilizou-se na bancada o motor de indução com rotor bobinado. O circuito montado está representado pela Figura 1. Figura 4 - Ligações do circuito para o ensaio 1. 2. Foram feitas as ligações do circuito de acordo com a Figura 1, sendo o motor ligado em delta-220 V em série. Ainda utilizou-se amperímetros, voltímetros, alicate wattímetro e tacômetro para as medições dos parâmetros necessários. 3. Utilizou-se um amperímetro digital de painel para a corrente de linha. 4. Com a célula de carga desligada, aumentou-se gradualmente a tensão do estator do motor de indução até que sua tensão de linha atingisse o tamanho nominal, no caso 120 V. 5. Preencheu-se então a Tabelas 1 com os valores medidos das características para a condição em vazio.
  11. 11. 10 6. Variou-se a carga até que a corrente do estator atingisse seu valor nominal. Fazendo variações de 0,1 A na corrente de linha a partir da corrente de linha encontrada, foram anotados as medidas que faltavam na Tabela 1. 7. Por fim, foram calculadas as grandezas restantes requeridas na Tabela 1 pelas fórmulas citadas anteriormente completando a Tabela 1. 2.2 – Ensaio 2 – motor de indução trifásico com rotor gaiola. 1. Utilizou-se na bancada o motor de indução com rotor gaiola em delta – 220 V em série. 2. Conectou-se o motor à célula de carga. 3. Com a célula de carga desligada, ajustou-se a tensão de linha do estator até seu valor nominal e foram anotadas as medidas na Tabela 2. 4. Variou-se gradativamente a carga até que a corrente do estator atingisse seu valor nominal. Aplicando variações de 0,05 A e posteriormente de 0,1 A na corrente através da alteração da carga, foram anotados os valores das grandezas listadas na Tabela 2, utilizando os mesmos aparelhos do ensaio 1 para fazer as medições. 5. Então, foram calculadas as grandezas restantes requeridas na Tabela 2 pelas fórmulas citadas anteriormente, completando a mesma. 3. Resultados e Discussões 3.1 Ensaio 1 – Motor de Rotor Bobinado
  12. 12. 11 Após o circuito montado, como já descrito, para o motor de rotor bobinado, foram coletados os dados a partir da velocidade nominal até a corrente máxima aguentada pelo motor (3 A) e a partir dos mesmos se construiu a tabela abaixo: Tabela 1 - Dados coletados do rotor bobinado em relação à corrente de linha I [A] P [W] Q [Var] S [VA] fp n [rpm] F [KgF] T [Nm] Pmec [W] n 0,64 56 236 243 0,230 1762 0,00 0,00 0,00 0,00 0,74 158 231 279 0,564 1688 0,47 0,43 75,68 0,48 0,84 192 250 315 0,609 1652 0,64 0,58 100,86 0,53 0,94 202 293 356 0,650 1621 0,84 0,77 129,89 0,64 1,04 297 258 393 0,756 1584 1,04 0,95 157,15 0,53 1,14 339 232 411 0,826 1557 1,17 1,07 173,78 0,51 1,24 417 206 466 0,897 1520 1,44 1,31 208,80 0,50 1,34 432 239 494 0,875 1500 1,56 1,42 223,22 0,52 1,44 504 196 541 0,932 1439 1,75 1,59 240,22 0,48 1,54 546 207 588 0,929 1384 1,89 1,72 249,53 0,46 1,64 581 210 618 0,940 1346 1,95 1,78 250,38 0,43 1,74 618 221 656 0,942 1300 2,12 1,93 262,90 0,43 1,84 658 265 709 0,928 1252 2,18 1,99 260,36 0,40 1,94 665 297 735 0,905 1213 2,22 2,02 256,88 0,39 2,04 676 322 754 0,897 1176 2,29 2,09 256,90 0,38 2,14 686 363 776 0,884 1100 2,31 2,11 242,39 0,35 2,24 701 402 845 0,829 969 2,50 2,28 231,09 0,33 2,34 785 506 934 0,841 822 2,56 2,33 200,74 0,26 2,44 846 496 981 0,863 820 2,74 2,50 214,33 0,25 2,54 840 505 980 0,857 760 2,80 2,55 203,00 0,24 2,64 821 563 995 0,825 676 2,90 2,64 187,01 0,23 2,74 866 472 987 0,878 640 2,90 2,64 177,05 0,20 2,84 911 480 1029 0,885 557 3,03 2,76 161,00 0,18 Com os dados obtidos através do experimento utilizando o rotor bobinado foram feitos os gráficos de Tensão, Corrente, Potência, fator de potência e rendimento, a fim de se observar o comportamento do motor em carga em função da velocidade do mesmo. Analisando a tabela é possível notar que os dados medidos e calculados a partir da corrente de 0,94 A estão muito fora do observado em relação aos outros, por isso serão desconsiderados do ponto de vista da análise, porém ainda serão levados em conta para construção dos gráficos, esta divergência apresentada pelo ponto pode ser justificada por uma medição falha no alicate wattímetro, uma vez que os valores no mesmo tinham uma acentuada oscilação.
  13. 13. 12 Gráfico 1 - Curva do Torque pela velocidade, obtidos com o rotor bobinado Analisando o gráfico do torque observamos que ambos, teórico e prático se comportam como o esperado. Nele vemos que os valores práticos obtidos foram menores que os teóricos, como é esperado em qualquer experimento prático, pois em um circuito real sempre há perdas e componentes que não funcionam idealmente, sendo assim nunca podemos esperar grande proximidade nos resultados, e sim uma proximidade no comportamento da curva, como ocorreu. Este comportamento se dá, poiso torque cresce conforme o aumento da velocidade, mas em certo ponto, as perdas da maquina fazem com que o torque diminua. 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 0 500 1000 1500 2000 TorqueT[Nm] Velocidade n[rpm] T[Nm] x n[rpm] Prático Teorico Poly. (Prático) Poly. (Teorico)
  14. 14. 13 Gráfico 2 - Curva da corrente pela velocidade, obtido com o rotor bobinado Observando o gráfico da corrente, vemos que a mesma tem um comportamento linear tanto teórico como prático em relação ao aumento da velocidade. Gráfico 3 - Curva da Potência mecânica pela velocidade. Obtido com o rotor bobinado Ao observarmos o gráfico da potência, vemos que a mesma sofre um aumento conforme aumentamos a velocidade do rotor, mas novamente devido às perdas na máquina, a potência sofre uma queda. 0 1 2 3 4 5 6 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 CorrenteI[A] Velocidade n[rpm] I[A] x n[rpm] 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 PotênciaMecânicaPmec[W] Velocidade n[rpm] Pmec[W] x n[rpm]
  15. 15. 14 Gráfico 4 - Curva do fator de potência pela velocidade. Obtido com o rotor bobinado Em relação ao gráfico de fator de potência é possível notar uma grande diferença entre o esperado pela teoria e o resultado prático, isso ocorre por falhas na medição, uma vez que os valores flutuaram muito para esta medição, para tentar corrigir esta falha utilizaram-se os maiores valores medidos pelo alicate wattímetro, porém mesmo assim os valores ficaram distorcidos, obtendo um comportamento contrário ao esperado. Gráfico 5 - Curva do rendimento pela velocidade. Obtido com o rotor bobinado Já o gráfico do rendimento se afastou do desejado, isso pode ser justificado pelo motor real apresentar grandes divergências do ideal em todos os aspectos e 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 0 500 1000 1500 2000 Fatordepotênciafp Velocidade n[rpm] fp x n[rpm] 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 Rendimenton Velocidade n[rpm] Rendimento ŋ x n[rpm]
  16. 16. 15 como o rendimento é dependente destes, acaba tendo um erro acumulado dos mesmos, além do seu próprio. Em seguida obtivemos as curvas características do motor de indução em função da velocidade do eixo. Nesse caso o escorregamento foi utilizado como base, pois os valores teóricos são em função do mesmo. Os dados obtidos teoricamente através do circuito equivalente estão abaixo. Gráfico 6 - Curva do torque pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente A curva do torque em função do escorregamento ficou muito similar ao esperado, uma vez que o torque vai aumentando, até o escorregamento chegar próximo ao zero, onde uma queda ocorre. Nota-se que essa curva se assemelha muito a curvado torque pela velocidade, isso acontece porque a velocidade é inversamente proporcional ao escorregamento, sendo assim inverteu-se o eixo horizontal do gráfico, decrementando o escorregamento na formação da curva e aproximando-a da curva torque x velocidade. 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 00.20.40.60.81 Torque[Nm] Escorregamento [s] T[Nm] x Escorregamento [s]
  17. 17. 16 Gráfico 7 Curva da corrente pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente A curva da corrente por escorregamento também se aproxima da corrente por torque, pelo mesmo motivo, e tal como curva de corrente anterior apresenta valores satisfatórios. Gráfico 8 - Curva do fator de potencia pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente O gráfico do fator de potência teve o comportamento desejado, isso já era esperado uma vez que o gráfico do fator de potência por escorregamento também teve este comportamento. 0 1 2 3 4 5 6 7 00.20.40.60.811.2 Corrente[A] Escorregamento [s] I[A] x Escorregamento [s] 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 00.20.40.60.811.2 fatordepotência Escorregamento [s] Fp x Escorregamento [s]
  18. 18. 17 Gráfico 9 - Curva da potência pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente Gráfico 10 - Curva do rendimento pelo escorregamento. Obtido do circuito equivalente Anteriormente, estão os gráficos de potência e rendimento, que também obtiveram o comportamento esperado, uma vez que também foi o mesmo obtido com estes dois parâmetros em função da velocidade. Por último, as curvas características do motor de indução em função do rendimento ŋ foram apresentadas para a região de operação do motor (medidas e calculadas através do circuito equivalente). 0 100 200 300 400 500 600 00.20.40.60.81 Potência[W] Escorregamento [s] P[W] x Escorregamento [s] 0.000 0.200 0.400 0.600 0.800 1.000 1.200 00.20.40.60.81 Rendimentoŋ Escorregamento [s] Rendimento ŋ x Escorregamento [s]
  19. 19. 18 Gráfico 11 - Curva do torque em função do rendimento obtidos no rotor bobinado Pode-se notar uma proximidade na característica das curvas, mesmo a teórica tendo um valor menor, o que se dá pelas perdas que ocorrem no sistema e pelo motor não ser ideal, como já foi dito. Também nota-se um ponto muito fora do restante da curva, este é o ponto que por falhas decorrentes na medição não será analisado. Gráfico 12 - Curva da potência em função do rendimento obtidos no rotor bobinado O gráfico acima apresenta a curva da potência mecânica pelo rendimento, e como já discutido anteriormente tem o comportamento desejado considerando as perdas práticas e o pontos que está fora das análises. 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 0.13 0.23 0.33 0.43 0.53 0.63 0.73 TorqueT[Nm] rendimento n Torque [Nm] x ŋ Prático Teórico 50.00 150.00 250.00 350.00 450.00 550.00 650.00 0.13 0.23 0.33 0.43 0.53 0.63 0.73 PotênciaMecânicaPmec[W] rendimento n Pmec[W] x ŋ
  20. 20. 19 Gráfico 13 - Curva da corrente em função do rendimento obtidos no rotor bobinado Já o gráfico da corrente por rendimento, mesmo se aproximando do desejado, mostra uma diferença, que é o coeficiente angular diferente entre o teórico e o experimental, isso também se deve as divergências que um circuito real apresenta. Gráfico 14 - Curva do fator de potência em função do rendimento obtidos no rotor bobinado Analisando o gráfico do fator de potência, vemos que o valor teórico obtido do circuito equivalente, satisfez às expectativas. Mas, o valor medido teve uma diferença razoável, apesar de apresentar um formato que se assemelha ao esperado. Tal variação pode ser atribuída aos erros dos aparelhos e do alicate wattímetro que oscilava muito durante todo o experimento. 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 0.13 0.23 0.33 0.43 0.53 0.63 0.73 CorrenteI[A] rendimento n I[A] x ŋ 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1.000 0.13 0.33 0.53 0.73 0.93 1.13 Fatordepotênciafp rendimento n fp x ŋ
  21. 21. 20 Gráfico 15 - Curva da velocidade em função do rendimento obtidos no rotor bobinado Pelo gráfico da velocidade, vemos que quando maior a velocidade, maior o rendimento da maquina. Más em certo ponto, esse rendimento começa a cair. Fenômeno que corresponde às perdas que existem na maquina que começam a ser significativas quando comparadas aos valores teóricos. 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 0.13 0.23 0.33 0.43 0.53 0.63 0.73 valocidaden[rpm] rendimento n n[rpm] x Rendimento ŋ
  22. 22. 21 3.2 - Ensaio 2 – Rotor Gaiola Para este ensaio foi utilizado o motor de rotor tipo gaiola, foram coletados os dados a partir da velocidade nominal até a corrente máxima aguentada pelo motor (3 A) e a partir dos mesmos se construiu a tabela abaixo: Tabela 2 - Dados coletados do rotor gaiola em relação à corrente de linha I [A] P [W] Q [Var] S [VA] fp n [rpm] F [KgF] T [Nm] Pmec [W] n 1,74 150 665 682 0,220 1795 0,00 0 0,00 0 1,79 260 641 693 0,377 1774 0,63 0,574182 106,61 0,41 1,84 314 664 707 0,444 1765 0,91 0,829374 153,22 0,48 1,89 347 633 722 0,448 1754 1,15 1,04811 192,42 0,55 1,94 385 634 752 0,518 1747 1,31 1,193934 218,31 0,56 1,99 444 616 760 0,585 1738 1,53 1,394442 253,66 0,57 2,04 450 635 779 0,578 1727 1,76 1,604064 289,95 0,64 2,09 483 629 793 0,609 1722 1,90 1,73166 312,11 0,64 2,14 507 629 808 0,627 1714 2,06 1,877484 336,82 0,66 2,19 552 617 828 0,667 1706 2,19 1,995966 356,40 0,64 2,24 566 628 845 0,670 1703 2,28 2,077992 370,40 0,65 2,29 600 630 870 0,689 1695 2,41 2,196474 389,68 0,64 2,34 619 642 892 0,694 1690 2,50 2,2785 403,04 0,65 2,39 659 630 911 0,723 1684 2,62 2,387868 420,88 0,63 2,44 682 628 927 0,736 1677 2,75 2,50635 439,93 0,64 2,54 731 633 967 0,756 1666 2,93 2,670402 465,65 0,63 2,64 765 647 1002 0,764 1652 3,08 2,807112 485,38 0,63 2,74 822 640 1042 0,789 1639 3,09 2,816226 483,12 0,58 2,84 861 658 1084 0,794 1623 3,10 2,82534 479,95 0,55 3 929 642 1130 0,823 1601 3,40 3,09876 519,26 0,55 Com os dados obtidos através do experimento utilizando o rotor gaiola, foram feitos os gráficos de tensão, corrente, potência, fator de potência e rendimento, a fim de se observar o comportamento do motor em carga em função da velocidade do mesmo.
  23. 23. 22 Gráfico 16 - Curva de Torque pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola Este gráfico mostra o valor do torque pela velocidade e se assemelha com o mesmo gráfico para o rotor bobinado, porém como neste ensaio a velocidade não teve uma queda tão acentuada quanto a do ensaio anterior, a comparação só é possível para a alta velocidade. Gráfico 17 - Curva da corrente pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola Com esta curva podemos notar como o aumento da corrente para este tipo de motor, não afetou a rotação como o motor anterior, isto pode ser justificado pela corrente te partida estar significante mais próxima do valor final, começando com -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 TorqueT[Nm] Velocidade n[rpm] Torque [Nm] x n[rpm] 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 CorrenteI[A] Velocidade n[rpm] I[A] x n[rpm]
  24. 24. 23 aproximadamente 58% do valor desejado, sendo que o motor de rotor bobinado teve a corrente próxima do 20% da corrente final. Gráfico 18 - Curva de Potencia pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola Este gráfico demonstra que para altas rotações a potência mecânica tem um comportamento inversamente proporcional à velocidade, porém para a baixa rotação o contrário acontece, transformando o gráfico completo em uma hipérbole. Gráfico 19 - Curva do fator de potência pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola Analisando o gráfico do fator de potência, vemos que para altas rotações, o mesmo tem um comportamento inversamente proporcional ao aumento da 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 PotênciaMecânicaPmec[W] Velocidade n[rpm] Pmec[W] x n[rpm] 0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 0.900 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 Fatordepotênciafp Velocidade n[rpm] fp x n[rpm]
  25. 25. 24 velocidade. O fator de potência, depende da corrente do circuito e como observado no gráfico 17, a corrente nesse caso foi diminuindo conforme o aumento da rotação. Fenômeno que se reflete no fator de potência. Gráfico 20 - Curva do rendimento pela velocidade obtida no ensaio com rotor gaiola Analisando o gráfico do rendimento, observamos que até certas velocidades, o mesmo possui um comportamento de aumento linear. Mas a partir de certa rotação, próxima a 1700 RPM, o mesmo começa a cair, isso se deve às perdas que começam a interferir no desempenho da maquina. 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1550 1600 1650 1700 1750 1800 1850 Rendimenton Velocidade n[rpm] Rendimento ŋ x n[rpm]
  26. 26. 25 3.3 - Questão 2.23) Sim, a diferença é notada em alguns aspectos, como em relação ao torque, mesmo que as curvas de torque dos motores de rotor em gaiola e rotor bobinado possuem o mesmo formato, a curva de torque do motor gaiola possui valores mais elevados de torque de partida, de torque máximo e de torque nominal. Em relação à potência, nota-se que as curvas de potência mecânica têm uma significante diferença, uma vez que o motor de rotor gaiola não teve a mesma perda de velocidade que o motor bobinado, gerando assim, juntamente com o torque que também possui valores maiores, uma potência mais elevada no motor rotor gaiola. Já em relação a corrente, para o motor de rotor em gaiola as correntes de partida, máxima e nominal são mais elevadas que as correntes do motor bobinado. Também é possível perceber que com a diminuição do escorregamento, melhora-se o fator de potência, e ainda que ambos os motores possuam curvas praticamente equivalentes para altas rotações, porém como motor de rotor em gaiola não chegou a ter baixa rotação, não é possível realizar a comparação para esta região de funcionamento. Em relação às curvas de rendimento, também é notada uma semelhança entre os dois motores para altas rotações, ou rotações nominais, os rendimentos de ambos os motores são de aproximadamente 55%.
  27. 27. 26 4. Conclusão Através deste experimento foi possível concluir que os dois tipos de motores, rotor bobinado e rotor gaiola, possuem algumas características particulares, tal como a corrente de partida ou o torque exercido, porém o comportamento da duas máquinas é muito similar, para praticamente todos os parâmetros medidos. Com esse experimento, observamos também que o circuito equivalente obtido no laboratório passado, satisfaz os parâmetros de ambos os motores. Podemos notar isso nos gráficos teóricos construídos na parte 1 do experimento. Alguns dados coletados fugiram do padrão esperado devido a alguma falha na hora da medição, ou alguma falha no próprio motor. Mesmo assim, fazendo uma aproximação com uma curva de tendência, pudemos obter as curvas esperadas e compará-las com as teóricas. Como já discutido anteriormente, também é notada uma semelhança entre os dois motores com relação ao rendimento. Para altas rotações, ou rotações nominais, o rendimento de ambos os motores nos testes práticos foi de aproximadamente 55%.
  28. 28. 27 5. Referências Bibliográficas [1] – P. C. Sen. Principle sod Electric machines and power Electronics. John Willey & Sons. [2] – A. E. Fitzgerald, C. Kingley Jr. and S. D Umans. Máquinas Elétricas. Bookman.

×