Máquinas elétricas

Máquinas Elétricas

Lista de exercícios Unidade I

LDB Terra, 24/08/2012

1. Campo girante. Considere a máquina da Figura 1.

a) Dados: f=60 Hz, Imax= 10 A, θa = θb = 0

Determinar e representar graficamente a posição do campo girante para t={ 0, T/12, T/6, T/4 e T/2 }.

b) Repetir o item a) adotando, agora, θa = 0o e θb =90o .

c) Repetir o item a), adotando, agora, θa = 30o e θb =90o

d) Comparar os resultados e justificar as diferenças observadas.

2. As dimensões do circuito magnético da máquina da Figura 1 são, respectivamente:

Estator: Raio maior, R= 12,5 cm: Raio menor, r= 10 cm: comprimento, ℓ = 25 cm.

Rotor: comprimento da cabeça do polo: 2 π (r/12).

Entreferros: g= 0,5 cm/cada.

Desconsiderando a saturação das partes magnéticas ( μ>> μo ), e o espalhamento de fluxo no entreferro, calcular a forca magneto motriz necessária para se estabelecer uma densidade de fluxo B= 1,5 T no entreferro. (μo = 4 π 10-7 Wb/A.m). Especificar o numero de espiras em 5000 e determinar a corrente de campo nominal.

3. Se as fases possuem cada uma delas, respectivamente, 3 bobinas de passo pleno, localizadas em ranhuras situadas a +30o e -30o da ranhura em que se encontra a bobina central, para uma rotação 3600 rpm, determinar as tensões instantâneas geradas:

a) em cada lado de bobina da fase a,

b) em cada lado de bobina da fase b,

c) na fase a, com suas bobinas conectadas em serie,

d) na fase b, com suas bobinas conectas em serie,

e) determinar o fator de enrolamento.

4. Determinar o valor eficaz da tensão a vazio, módulo e ângulo, nos terminais da máquina, com as fases a e b ligadas em série.

5. Determinar agora o valor eficaz da tensão a vazio, módulo e ângulo, em cada uma das fases, para as seguintes condições:

a) corrente de campo nominal e rotação de 3600 rpm

b) corrente de campo reduzida em 50% e 3600 rpm

c) corrente de campo nominal e rotação de 1800 rpm.

6. Repetir os cálculos do item anterior usando o conceito de enlace de fluxo. Determinar o fluxo por polo (.φ= 2 Bpico ℓ r) e o fluxo concatenado ( λ = N φ ) com cada uma das fases do estator. Determinar o valor eficaz das tensões induzidas, módulos e ângulos, em cada fase do estator partir do fluxo concatenado ( e = dλ/dt ).

7. Determinar uma expressão para as indutâncias próprias e mutuas em função da posição do rotor..

8. Com o rotor acionado na velocidade síncrona e uma carga equilibrada em cada uma das fases, utilizando-se das indutâncias